Vacuum Technology - NEVF105

• Title: Vakuová technika
• Guaranteed by: Department of Surface and Plasma Science (32-KFPP)
• Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
• Actual: from 2020
• Semester: summer
• E-Credits: 5
• Hours per week, examination: summer s.:2/1, C+Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech, English
• Teaching methods: full-time
• Additional information: https://physics.mff.cuni.cz/kfpp/rozvrh.html
• Guarantor: RNDr. Tomáš Gronych, CSc.; doc. RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D.
• Teacher(s): RNDr. Tomáš Gronych, CSc.

Annotation

English

Brief information about application of vacuum technology to physical experiments and some industrial branches. Physical basis of vacuum technology. Vacuum pumps and gauges. High vacuum and ultra high vacuum systems. Leaks and leak detectors. Materials for vacuum systems. Hints on the operation of vacuum apparatus.

Last update: T_KEVF (19.03.2003)

Czech

Úvodní informace o vakuové technice a jejím využití ve fyzikálním experimentu a vybraných průmyslových technologiích. Fyzikální základy vakuové techniky. Vakuové vývěvy a vakuometry. Vakuové a ultravakuové aparatury. Metody hledání netěsností.

Last update: T_KEVF (19.03.2003)

Course completion requirements

Podmínkou zakončení předmětu je úspěšné složení zkoušky, získání zápočtu je podmínkou pro konání zkoušky.

Udělení zápočtu je podmíněno absolvováním tří praktických úloh + vypracováním protokolu u vybraných dvou.

Povaha kontroly studia předmětu vylučuje opakování této kontroly, zápočet se tedy opakovat nedá.

Last update: Pavlů Jiří, doc. RNDr., Ph.D. (29.05.2020)

Literature

Pátý L.: Fyzika nízkých tlaků, Academia Praha 1968.

Groszkowski J.: Technika vysokého vakua, SNTL Praha 1981.

Lafferty J. M.: Foundations of vacuum science and technology, John Wiley & Sons, New York 1998.

Last update: T_KEVF (05.05.2004)

Requirements to the exam

Zkouška je ústní.

Požadavky ke zkoušce odpovídají sylabu předmětu v rozsahu, který byl prezentován na přednáškách.

Last update: Gronych Tomáš, RNDr., CSc. (12.10.2017)

Syllabus

English

Requirements for materials accepting in vacuum systems. Construction materials, isolators, elastomers.

Methods of treatment and coupling of vacuum materials. Cleaning and maintenance of vacuum apparatus.

Methods of low pressure production, positive displacement pumps, momentum exchange pumps and capture pumps. Mechanical pumps, rotary vane pump, Root's pump, "dry" pumps. Turbomolecular pump, drag stage. Diffusion pump, oil backstreaming, traps.

Fundamentals of cryotechnology, cryogenic pump. Cryosorption pump. Titanium sublimation pump, ion pump, non-evaporable getter pump.

Methods of low pressure measurement, total and partial pressure. Vacuum gauges fundamental properties and characteristics. Direct-reading gauges, Bourdon and diaphragm gauges, capacitance manometer. Indirect-reading gauges, Thermocouple gauge, Pirani gauge, Penning gauge, hot cathode ionisation gauge.

Partial pressure measurement. Mass spectrometers, residual gas analysers. Quadrupole, time-of-flight spectrometer.

Methods of leak detection, helium leak detector. Leak detection with indirect-reading vacuum gauges.

Components of vacuum systems. Flanges, demountable joints and seals. Valves, connecting components, motion and electric feedthroughs, windows.

Basic vacuum systems, operation, troubleshooting and maintenance.

Last update: T_KEVF (13.05.2005)

Czech

Vakuový systém, zákon zachování množství plynu, čerpací rychlost, zdroje plynu, pokles tlaku při čerpání, mezní tlak.

Požadavky na materiály používané ve vakuových systémech. Hlavní konstrukční materiály (kovy, sklo), izolátory, elastomery, speciální materiály. Metody opracování a spojování vakuových materiálů, čištění a údržba vakuových aparatur.

Metody získávání nízkých tlaků, vývěvy transportní a vývěvy založené na vazbě molekul a jejich základní charakteristiky. Vývěvy mechanické, rotační olejová vývěva, Roobsova vývěva, vývěva vodokružní. Vývěva difuzní, lapače olejových par, vymrazovačky. Vývěva turbomolekulární.

Základy kryotechniky, vývěvy kondenzační. Vývěvy kryosorpční. Vývěvy sublimační a iontově sorpční. Getry a getrové vývěvy.

Metody měření nízkých tlaků, totální a parciální tlaky. Vakuometry a jejich základní charakteristiky. Kapalinové vakuometry, vakuometr kompresní. Mechanické vakuometry, membránový vakuometr. Vakuometry viskosní. Vakuometry tepelné, termočlánkový a odporový vakuometr. Vakuometry ionizační a výbojové.

Měření parciálních tlaků. Hmotnostní spektrometry pro analýzu zbytkových plynů, kvadrupól, průletový hmotnostní spektrometr. Testování těsnosti vakuových aparatur, halogenní hledač netěsností, heliový hledač netěsností, využití nepřímých vakuometrů pro hledání netěsností.

Stavební prvky vakuových apartur. Přírubové spoje. Těsnění. Recipienty, spojovací prvky. Průchodky, okénka, přenosy pohybu. Ventily.

Základní typy čerpacích jednotek, jejich pracovní cyklus, obsluha a údržba.

Základní pracovní postupy ve vakuové technice, kontrola, čištění a údržba, odstraňování závad na vakuových aparaturách. Zásady vakuové hygieny.

Last update: T_KEVF (28.04.2004)