Detail předmětu
Fyzika plazmatu a plazmatických metod
FCH-DCO_FMDAk. rok: 2010/2011
Kurs seznamuje se základními pojmy fyziky a chemie plazmatu a mechanismu jeho udržování v obecném případě - ionizace a excitace částic, jejich difúze a drift a rekombinace, elektrické a tepelné vlastnosti plazmatu. Zabývá se metodami generace plazmatu - systematikou výbojů a metodami diagnostiky plazmatu. Podrobnější přehled je věnován elementárním procesům v plazmatu plynů z jednoduchých molekul (He, Ne, Ar, H2, N2, O2 aj.). Uvádí se systematický přehled nízkotlakých plazmatických technologií - naprašování, depozice z plynné fáze a plazmatické polymerace, povrchové modifikace a leptání.
Závěr se věnuje rizikům spojeným s používáním plazmatu - zdravotní (vliv uv. záření a rf. elektrických polí, toxicita zplodin a jejich likvidace), degradace materiálů a koroze.
Jazyk výuky
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
2. Uživatelská znalost konstrukcí, vlastností a použití vývěv
3. Uživatelská znalost principů. konstrukcí a použití vakuometrů, barometrů a průtokoměrů
4. Uživatelská znalost vlastností materiálů používaných ve vakuových zařízení
5. Uživatelská znalost konstrukcí komponent vakuových zařízení
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
(přednášky - celkem 30 hodin v 10 přednáškách). Hodnoconí zkouškou po ukončení kurzu, případně projektem podle dohody se školitelem.
Osnovy výuky
1. Základní zákonitosti plynného stavu hmoty, plyn, pára, ideální plyn, základní zákony, stavová rovnice.
2. Kinetická teorie plynu, rychlostní rozdělení molekul, kinetický výklad tlaku, střední volná dráha molekul a její význam.
3. Transportní jevy, difúze, tepelná vodivost plynu, viskozita plynu.
4. Proudění plynu, základní pojmy, druhy proudění, vzorce pro výpočet vodivosti.
5. Procesy probíhající na stěnách vakuových systémů
Interakce molekuly se stěnou systému, sorpce a desorpce, tlak par, vypařování.
6. Procesy probíhají uvnitř stěn vakuových systémů
Kapilární kondenzace, proudění a pohlcování plynu porézními látkami, pronikání plynu kompaktními látkami.
B. Získávání vakua
1. Teorie čerpacího procesu
Průběh čerpání v čase, vliv potrubí na čerpací proces, vliv netěsnosti na čerpací proces.
2. Rozdělení a parametry vývěv
Rozdělení vývěv podle principu, parametry vývěv.
3. Transportní vývěvy s periodicky se měnícím objemem
Vývěvy rotační, membránové a pístové.
4. Transportní vývěvy pracující s přenosem impulsu
Rootsovy vývěvy, difúzní vývěvy a jejich příslušenství, vývěvy molekulární a turbomolekulární.
5. Vývěvy založené na vazbě plynu
Vývěvy kryogenní a kryosorpční, vývěvy iontové, vývěvy getrovací.
C. Měření ve vakuové technice
1. Úvod
Veličiny a jejich jednotky, obory vakua, rozdělení a parametry vakuometrů.
2. Měření celkových tlaků
Vakuometry kapalinové a kompresní, tepelné vakuometry, membránové vakuometry, viskózní vakuometry, ionizační vakuometry.
3. Měření parciálních tlaků
Principy hmotnostních spektrometrů, měření hmotnostními spektrometry.
4. Měření proudu plynu, měření čerpacích rychlostí vývěv
5. Kalibrace vakuometrů
6. Hledání netěsností ve vakuových aparaturách
Přehled metod hledání netěsností, princip a obsluha héliového hledače netěsností.
D. Materiály pro vakuovou techniku
1. Požadavky kladené na materiály pro použití ve vakuu
2. Přehled materiálů a jejich použití ve vakuové technice
E. Vakuové aparatury
1. Stavební prvky vakuových aparatur
Vakuové komory, potrubí, nerozebíratelné spoje, rozebíratelné spoje, ventily, průchodky.
2. Vakuové aparatury pro hrubé a jemné vakuum
Součinnost vývěv, typické aplikace, čerpání agresivních a kondenzujících plynů.
3. Vakuové aparatury pro vysoké vakuum
Koncepce vysokovakuových apartur, jejich provoz, typické aplikace.
4. Ultravakuové aparatury
Koncepce UHV aparatur, jejich provoz, typické aplikace.
5. Čisticí postupy, vakuová hygiena
Učební cíle
2. Seznámení se s konkrétními plazmatickými technologiemi používanými v laboratoři fakulty a spolupracujících laboratořích na Masarykově univerzitě, VUT a akademii věd ČR
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Základní literatura
André Ricard : Reactive Plasmas, , 0 (CS)
Boleslav Gross : Technika plazmatu, , 0 (CS)
Doporučená literatura
Francis F. Chen : Úvod do fyziky plazmatu, , 0 (CS)
André Ricard : Reactive Plasmas, , 0 (CS)
Zařazení předmětu ve studijních plánech