angličtina

Na základě ověření znalosti studenta ve cvičeních odborného základu, v laboratorní výuce a při písemné zkoušce je student po absolvování předmětu schopen :

Interpretovat zákony ideálního plynu: Boyle Mariottův, Gay Lussacův a Daltonův.
Odvodit a interpretovat stavovou rovnici plynů.
Odvodit ze stavové rovnice plynů číselnou hodnotu univerzální plynové konstanty, Avogadrova čísla a Boltzmanovy konstanty.
Odvodit ze stavové rovnice plynů závislost tlaku na koncentraci plynu a teplotě.
Definovat podmínky pro modelování procesů v plynech pomocí kinetické teorie plynů.
Vypočítat počet částic dopadajících ve vakuu na jednotku plochy za jednotku času.
Vypočítat střední volnou dráhu částic v plynu a diskutovat její vliv na průběh vakuových procesů.
Definovat a vysvětlit Maxwel-Boltzmannovo rozložení rychlosti částic v plynu.
Vypočítat střední, efektivní (střední kvadratickou) a pravděpodobnou rychlost částic v plynu.
Popsat objemové a transportní jevy v plynu - difúzi částic, viskozitu plynu a tepelnou vodivost plynu.
Popsat a diskutovat povrchové procesy ve vakuu.
Definovat a vysvětlit základní adsorpční izotermy – Langmuirovu, Henryho a izotermu BET.
Definovat tlak nasycené páry a diskutovat mechanismy spojené s tlakem nasycených par.
Definovat odpor a vodivost vakuového potrubí.
Definovat mechanismy proudění plynu vakuovým potrubím.
Vypočítat a změřit vodivost vakuového potrubí pro jednotlivé druhy proudění.
Definovat jmenovitou a efektivní čerpací rychlost vývěvy.
Definovat rovnici kontinuity a interpretovat její význam při čerpání vakuových aparatur.
Popsat procesy a mechanismy, které se uplatňují při čerpání vakuových aparatur.
Popsat a diskutovat ovlivnění čerpacího procesu netěsnostmi a desorpcí.
Vypočítat mezní tlak vakuové aparatury.
Vypočítat potřebnou čerpací rychlost vývěvy s ohledem na uspořádání aparatury.
Vypočítat čas potřebný k vyčerpání na žádaný tlak.
Změřit čerpací rychlost vývěvy metodou konstantního tlaku a metodou konstantního objemu.
Popsat a vysvětlit činnost transportních vývěv.
Popsat a vysvětlit činnost sorpčních vývěv.
Definovat a vysvětlit metody měření vakua.
Popsat a vysvětlit princip tepelných vakuoměrů.
Popsat a vysvětlit princip ionizačních vakuoměrů.
Navrhnout a sestavit jednoduchou vakuovou aparaturu.
Popsat a diskutovat uspořádání vysokonapěťových zdrojů pro vakuovou techniku.
Popsat a diskutovat uspořádání vysokofrekvenční ch generatorů pro použití ve vakuové technice.
Popsat a vysvětlit metody měření velmi malých proudů pro elektrovakuová zařízení.
Popsat a vysvětlit metody oddělení potenciálu pro elektrovakuová zařízení.
Popsat a diskutovat příklady elektronických ochranných obvodů pro elektrovakuová zařízení .
Popsat a vysvětlit princip hmotnostních průtokoměrů.
Definovat a vysvětlit magnetické a elektrostatické vychylování.
Popsat a vysvětlit princip hmotnostních spektrometrů.
Popsat a vysvětlit princip elektronových mikroskopů.
Definovat supravodivost a vysvětlit využití supravodivosti .
Popsat a vysvětlit metody tepelné izolace.
Popsat a diskutovat funkci kryovývěv.
Definovat typy výbojů a uvést příklady jejich využití.
Definovat parametry plazmatu a vysvětlit jejich měření.
Popsat a diskutovat technologie katodového naprašování.
Popsat a diskutovat technologie plazmatické depozice z plynné faze.
Definovat technologie suchého leptání a uvést příklady jejich použití.

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Metody vyučování zahrnují vzájemně provázané přednášky, numerická cvičení a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle). Každý student odevzdává jeden samostatný projekt.

Laboratorní cvičení - 30 bodů; minimum 20 bodů.
Aktivní účast ve výuce - 10 bodů.
Závěrečná zkouška - 60 bodů; minimum 30 bodů.

1. Plyn , pára , tlak a jednotky tlaku a jejich vzájemné přepočty.
2. Zákony ideálního plynu, z. Boyle Mariottův , z. Gay Lussacův, stavová rovnice plynů , Avogadrovo číslo , zákon Daltonův. Důležité konstanty.
3. Základy kinetické teorie plynů, částicový déšť , závislost tlaku na koncentraci částic a na teplotě , střední volná dráha částic v plynu. Maxwel-Boltzmannovo rozložení rychlosti.
4. Objemové a transportní jevy - difuze v plynu, viskozita plynu, tepelná vodivost plynu.
5. Proudění plynu vakuovým potrubím. Ohmův zákon upravený pro vak. tech. Objemový a hmotnostní proud plynu. Odpor vakuového potrubí a vodivost vakuového potrubí. Spojování vakuových potrubí. Druhy proudění - turbulentbní, viskózní, molekulární, efúzní.
6. Mezní tlaky a čerpací rychlosti vývěv, čerpací rychlost vývěvy a její měření, časy potřebné k vyčerpání objemu na žádaný tlak, minimální tlak v aparatuře, vliv netěsnosti.
7. Povrchové procesy - adsospce , desorpce, monomolekulární a multimolekulární vrstvy, základní adsorpční isotermy, tlaky nasycených par.
8. Teorie činnosti vývěv, rozdělení vývěv. Procesy při čerpání.
9. Transportní vývěvy. Rotační vývěvy, Rotační olejová vývěva, Rootsova vývěva, turbomolekulární vývěva. Ejektorové vývěvy. Difúzní vývěva.
10. Sorpční vývěvy - titanová sublimační a titanová výbojová vývěva, diodová a triodová iontová vývěva. Kryogenní a kryosorpční vývěvy. Zeolitové vývěvy.
11. Měření vakua - absolutní a relativní. Torricelliho trubice, U-trubice. Vakuoměry tepelné - termočlánkový a odporový.
12. Ionizační vakuoměry. Výbojové vakuoměry se studenou katodou, Penningův vakuoměr, alfatron. Triodový ionizační vakuoměr, konstrukční provedení podle typu (Helmer-Hayward,Alpert-Bayard).
13. Zásady konstrukce vakuových aparatur. Technologické procesy ve vakuu.
Elektronické obvody pro elektrovakuové přístroje. Vysokonapěťové zdroje. Vysokofrekvenční generatory. Měření velmi malých proudů. Obvody pro oddělení potenciálu. Eelektronické ochranné obvody.
Přístroje založené na měření makroskopických a mikroskopických vlastností plynu.Vakuoměry. Hmotnostní průtokoměry.
Přístroje založené na řízení trajektorie nabitých částic . Magnetické a elektrostatické vychylování. Hmotnostní spektrometry. Elektronové mikroskopy.
Přístroje založené na použití kryogenní techniky. Supravodivost, využití supravodivosti. Metody tepelné izolace. Kryopumpy.
Přístroje využívající výboje v plynu. Typy výbojů a příklady jejich využití. Parametry plazmatu a jejich měření. Katodové naprašování. Plazmatická depozice z plynné faze. Suché leptání.

Získání znalostí potřebných pro porozumění vakuovým výrobně-technologickým procesům v elektronice, elektrotechnice, a ve strojírenství.

Laboratorní cvičení. Numerická cvičení.

Hata, D., M: Introduction to Vacuum Technology, Pearson; 1st edition, 2007, ISBN:978-0130450180 (EN)
Hoffman, D., M.: Handbook of Vacuum Science and Technology, Elsevier, 1998, ISBN 978-0-12-352065-4 (EN)
Jousten, K.: Handbook of Vacuum Technology, Wiley, 2016, Print ISBN:9783527413386 ; Online ISBN:9783527688265 (EN)