6.3.3 Передача руху у вакуум.

У вакуумній техніці і технології часто виникає необхідність в передачі руху у відкачуваний об'єм. Це зумовлено розміщенням механічного приводу зовні вакуумної камери. Пристрої для передачі руху розділяють на види:

-для передачі зворотно-поступального руху;

-для передачі обертального руху;

-для передачі коливального руху.

Для передачі зворотно-поступального руху використовують сальникові, мембранні або сильфонні вводи.

Для передачі обертального руху використовують магнітний, сальниковий або складні комбінації вводів.

Коливальний рух до систем вводять за рахунок застосування мембранних або сильфонних вводів.

Для вводів низького та середнього вакууму застосовують гумові або фторопластові ущільнення. Гумові ущільнювачі для стальних конструкцій завжди змащують(наприклад дисульфідом молібдена MoS2, порошковим графітом тощо). . З кращого боку зарекомендували себе рухомі з'єднання, в яких в якості ущільнювача використовується фторопласт-4. Оскільки фторопласт-4 має значну залишкову дефор­мацію і меншу пружність, ніж гума, для забезпечення щільного контакту рухомого валу з ущільнюючою фторопластовою втулкою використовують­ гумові кільця, заповнюючі простір між втулкою і корпусом при стисненні їх за допомогою гайки.

Високовакуумні та надвисоковакуумні вводи суцільно металеві із-за необхідності нагріву для знегажування. Гнучкі елементи конструкцій вводів забезпечують герметичність на протязі сотень тисяч коливань.

Стор 257 грошковский 278

Розділ 8 Надвисокий вакуум

Надвисоким вакуумом називають газ тиск якого нижче

10^-6 Па.

^{Надвисокий вакуум створюють в камерах для імітації космічного простору, в різних експериментальних установках, а також в деяких електровакуумних приладах. Він також необхідний для дослідження фізичних властивостей дуже чистої поверхні твердого тіла і підтримки її в такому стані протягом достатнього тривалого часу. В зв'язку з цим іноді надвисокий вакуум визначають як стан розрідженого газу, при якому чиста поверхня тіла покривається мономолекулярним шаром адсорбованого газу за час 100 секунд.}

8.1 Отримання надвисокого вакууму.

При дуже низькому тиску переважна частина газу знаходиться в адсорбованому стані на поверхні вакуумної апаратури, а також в розчиненому стані усередині її матеріалу і лише незначна частина - у відкачуваному об'ємі. Досяжний ступінь вакууму визначається рівновагою між швидкістю відкачування газу і швидкістю його надходження у відкачуваний об'єм за рахунок десорбції газу із стінок і натікання ззовні через мікроскопічні отвори. Для отримання Н. в. натікання ззовні зводять до мінімуму, а апаратуру разом з корпусом вакуумної камери знегажують, прогріваючи у вакуумі при температурі 300-500 ºС. Тому зазвичай корпус вакуумної камери виготовляють з щільних, зварних корозієстійких матеріалів, що мають низький тиск пари і легко знегажуються при прогріванні (неіржавіюча сталь, скло, кварц, вакуумна кераміка).

Особлива проблема – надвисокий вакуум. Для виготовлення надвисоковакуумніх пристроїв придатні тільки речовини з дуже низьким тиском пари в умовах робочих температур, тобто ті, які випаровуються надзвичайно поволі, не встигаючи забруднити вакуумну камеру. Таких матеріалів зовсім небагато: алюміній, мідь, тантал, титан, вольфрам, молібден, залізо, платина, срібло та ще пара-трійка металів, спеціальні вакуумні кераміки і кварцове скло. Причому матеріали повинні бути дуже

чистими (наприклад, вміст домішок в міді – не більше 0,001%). Проте навіть при дотриманні таких умов утримати вакуум вище 10^–8 мм.рт.ст. можна тільки одним способом – за рахунок безупинної роботи насосів.

У надвисокому вакуумі так мало молекул, що будь-яка поверхня довго залишається бездоганно чистою. Для визначення якості вакууму навіть вводять особливий параметр – час, протягом якого поверхня покривається шаром завтовшки в одну молекулу. Для вакууму 10^–8 мм.рт.ст. це всього пара хвилин, а для 10^–10 мм рт. ст. – вже декілька годин. За цей час цілком можна встигнути нанести матеріал на підкладку практично в ідеальних умовах і, відповідно, з ідеальною якістю. Сьогодні інтегральні схеми і багато напівпровідникових пристроїв виготовляють методом молекулярно-променевої епітаксії: в умовах надвисокого вакууму потрібну структуру «викладають» буквально шар за шаром в потрібній послідовності, отримуючи елемент мінімальних розмірів з потрібними властивостями. І це вже не наукові експерименти, а промислове виробництво: швидкодіючих інтегральних схем, елементів мобільних телефонів, фотоприймачів і лазерних діодів, якими ми користуємося, не замислюючись про їх «вакуумне» походження.

Років десять років тому в Європейському центрі ядерних досліджень змогли отримати перші атоми антиводню – першу штучну антиречовину. Потрібно було якось уберегти ці унікальні екземпляри від миттєвої анігіляції із звичайною речовиною, щоб вони пожили хоч би якийсь час. Для цього в спеціальній криогенній пастці був створений вакуум на рівні 10^–17 мм рт. ст., коли в кожному літрі залишається всього декілька десятків частинок. Тільки у таких умовах вдалося на деякий час утримати і приблизно порахувати отримані антиатоми.