초고진공 시스템은 어떻게 작동합니까?
초고진공을 위한 작동 원리
고진공 영역과 초고진공 영역 사이의 경계는 작동 방식과 관련하여 정밀하게 정의할 수 없습니다. 실제로 두 영역 사이의 경계는 일반적인 펌프, 밸브, 씰, 기타 부품으로 고진공 영역에서 압력을 획득할 수 있는 것에 비해 UHV 영역의 압력의 경우 또 다른 기술과 다르게 구성된 부품이 대체로 필요하기 때문에 발생합니다. "경계"는 몇 10-8mbar에 위치합니다. 따라서 10-7 미만의 압력은 대체로 UHV 영역과 연관되어 있을 것입니다.
기체 밀도는 UHV 영역에서 매우 작고 용기 벽의 탈기 속도와 접합부의 가장 미세한 누출의 영향을 크게 받습니다. 추가로 UHV 영역을 특성화하기 위한 일련의 중요한 기술 작업과 관련하여 일반적으로 단층 시간(등식 1.21 참조)이 중요해졌습니다. 이는 단분자 또는 단원자층이 기체 입자에 노출되는 깨끗한 표면에 형성되기 전까지 경과되는 시간 τ로 알려져 있습니다. 표면에 도착하는 모든 기체 입자가 자유 위치를 찾아 그 자리에 남아 있다고 가정하면 τ에 대한 편리한 공식이 제공됩니다.
p(mbar)
따라서 UHV(p < 10-7mbar)에서 단층 형성 시간은 몇 분에서 몇 시간 이상이고, 그에 따라 진공 상태에서의 실험 및 공정에 필요한 시간과 동일합니다. 박막 또는 전자 튜브 기술 연구와 같이 고체 상태의 물리학에서 특히 중요한 실질적인 요구 사항이 되었습니다.
고진공 및 UHV(초고진공) 시스템의 차이
UHV 시스템은 다음과 같은 이유로 일반적인 고진공 시스템과 다릅니다.
- 누출률이 매우 작음(금속 씰 사용)
- 진공 용기 및 부착된 부품(예: 튜브 연결, 밸브, 씰)의 내부 표면의 가스 진화가 매우 작음
- 적합한 수단(콜드 트랩, 배플)이 제공되어 사용된 펌프에서 발생한 기체 또는 증기나 생성물을 진공 용기(역스트리밍 없음)에 도달하지 못하도록 합니다.
이러한 조건을 충족하려면 UHV 장치에 사용되는 개별 부품이 구성 요소가 베이크 가능하고 누출이 방지되어야 합니다. 스테인리스 스틸은 UHV 부품에 선호되는 소재입니다.
UHV 시스템의 구축, 시동 및 가동에는 특별한 주의와 청결, 그리고 무엇보다도 시간이 필요합니다.
조립이 적절해야 합니다. 즉, 개별 구성 요소에 어떠한 손상(예: 정밀 가공 씰링 표면의 긁힘)도 없어야 합니다. 기본적으로 새로 조립된 모든 UHV 장치는 가동하기 전에 헬륨 누출 감지기를 사용하여 누출 여부를 테스트해야 합니다. 여기서 특히 중요한 것은 탈착 가능한 조인트(플랜지 연결), 글래스 씰, 용접 또는 브레이징 조인트의 테스트입니다.
테스트 후에는 UHV 장치를 베이킹해야 합니다. 이는 글래스 및 금속 기구에 필요합니다. 베이킹은 진공 용기 위쪽뿐만 아니라 부착된 부품, 특히 진공 게이지까지 자주 확장됩니다. 베이킹의 개별 단계는 대형 시스템의 경우 몇 시간 이상 걸릴 수 있으며, 베이킹 온도는 설비의 종류와 요구되는 최종 압력에 따라 조정됩니다.
장치를 냉각하고 다른 필요한 조치(예: 콜드 트랩 또는 배플 냉각)를 취한 후에도 궁극적인 압력을 얻지 못한 경우 헬륨 누출 검출기를 사용한 반복 누출 테스트가 권장됩니다. 부품, 밀봉 방법 및 진공 게이지에 대한 자세한 내용은 사용 가능한 당사 온라인 매장을 참조하십시오.
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