Přednáška seznamuje posluchače s funkcí a chováním vakuových systému pro různé druhy provozního vakua a aplikací.
Zabývá se konstrukcí a návrhem nejběžnějších vakuových systémů. Vytváří most mezi znalostmi a zkušenostmi návrhářů a
koncových uživatelů vakuových systémů. Soustřeďuje se na porozumění činnosti a výběr zařízení pro různé prakticky
důležité účely.
Poslední úprava: T_KEVF (23.05.2007)
The lectures on vacuum systems make the students acquainted with the
operation and behaviour of the most common types of both high- and
ultrahigh vacuum systems. With a focus on understanding and with the
aim to bridge the gap in knowledge between designers and end users of
vacuum equipment, vacuum system design is treated and a review of
vacuum system components is given.
Literatura
Poslední úprava: T_KEVF (18.05.2007)
Pátý L.: Fyzika nízkých tlaků, Academia Praha 1968.
Groszkowski J.: Technika vysokého vakua, SNTL Praha 1981.
Rozanov L.N.: Vacuum Technique, Taylor and Francis 2002.
O'Hanlon J.F.: A User's Guide to Vacuum Technology, John Wiley & Sons 2003.
Sylabus -
Poslední úprava: T_KEVF (18.05.2007)
1. Pojem vakuového systému, typy vakuových systémů (čerpané, odtavené, čerpané getry, nejdůležitější příklady), druhy vakuových systémů podle kvality provozního vakua a aplikace.
2. Přehled součástí vakuového systému a konstrukčních prvků, nejpoužívanější vývěvy (primární, sekundární) a manometry pro různé typy vakua, nejčastější materiály.
3. Procesy ve vakuových systémech, objemové, povrchové, typy proudění, proud plynu otvory a potrubími, vodivost.
4. Zdroje plynu ve vakuovém systému.
5. Čerpací proces, čerpací rychlost, doba čerpání, mezní tlak.
6. Návrh vysokovakuového systému, příklady, speciálně aparatura pro vakuové napařování nebo naprašování, vlastnosti, aparatura s difusní vývěvou.
7. Aparatura s turbomolekulární vývěvou, aparatura s kryogenní vývěvou.
8. Ultravysoké vakuum, specifické požadavky, příklady systémů, speciálně aparatura pro povrchovou analýzu, vlastnosti.
Poslední úprava: T_KEVF (16.05.2005)
1. Volume processes
Declination of real gas behaviour from kinetic theory of ideal gas, condensation, temperature dependence of specific heats, Joule-Thompson's effect, temperature dependence of viscosity, thermal conductivity and diffusion coefficients, Sutherland's equation, temperature dependence of mean free path, Van-der-Valse's equation of state. Mixture of gases, partial pressure, volume. mass and molar concentrations, velocity distribution. Dalton's law, general equation of state, molecular mass of gas mixture. Mean free path in gas mixture, absorption of particle beam in gas. Gas flow at low pressures, viscous and molecular flow, Clausing's coefficient computation of vacuum conductance by Monte Carlo method. Pressure distribution along a pipe, pressure differences in vacuum systems, effective pumping speed.
2. Surface processes
Phenomenological theory of adsorption, concentration of adsorbed molecules, adsorption probability, average residence time. Dynamics of sorption processes, adsorption and desorption flux, period of equilibrium attaining, period for monolayer forming,. Adsorption isotherm, kinetic derivation, Henry's, Langmuir's and BET isotherm. Adsorption site, energy distribution of adsorption sites, Freundlich and Temkin isotherm. Solution and diffusion of gases in solids, outgassing. Solution of Fick's equation for planparalel layer and bulk. Permeation.
3. Theory of evacuation
Gas quantity conservation, sources of gas in vacuum systems, transient processes. Pressure decrease during exhaust, effect of gas sources on composition of residual atmosphere, net desorption flux, conservative estimate for system with mutable gas sources. Time pressure equation including sorption, solution for weak adsorption, general solution for sorption governed by Henry's law, infimum of pressure decrease. Ultimate pressure of vacuum systems, limitation of ultimate pressure by desorption flux from surface, outgassing of vacuum systems, limitation of ultimate pressure by gas release from bulk, outgassing of construction materials.
4. Vacuum systems
Overview of pumps. Major types of vacuum systems, characterising, building and operation. Diffusion pump and turbomolecular pump systems. UHV systéme.
