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표면처리 기초

표면처리 기초. [ 진공에 대하여 ]. 올린이 : 태 경 봉. 진 공 기 술. 1. 압력 측정 2. 열 전대진공계 3. 진공 용기 내에서의 기체분자의 고체표면 으로의 충돌 4. 확산펌프 5. 전리진공계 . 토리첼리 진공. 토리첼리의 진공을 나타내는 수은주. * 진공도 단위 760 mmHg = 760 Torr 760Torr x 10 -6 = 0.76 x 10 -3 Torr = 0.76 mTorr

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Presentation Transcript

  1. 표면처리 기초 [진공에 대하여] 올린이 : 태 경 봉

  2. 진 공 기 술 1. 압력 측정 2. 열 전대진공계 3. 진공 용기 내에서의 기체분자의 고체표면 으로의 충돌 4. 확산펌프 5. 전리진공계

  3. 토리첼리 진공 토리첼리의 진공을 나타내는 수은주 * 진공도 단위 • 760 mmHg = 760 Torr • 760Torr x 10 -6 = 0.76 x 10-3 Torr = 0.76 mTorr ( 10-3 = m) 토리첼리 진공 대기압 수은

  4. 진공기술에사용하는 압력 단위의 환산 • 1 N/m2 = 1 Pa(SI 단위) • 1 Pa = 0.0075 Torr • 1 Torr = 1 mmHg • 1 기압(atm) = 760 Torr • = 1.013 x 105 Pa • → 1 Torr = 133 Pa • 1 Torr = abt 100 Pa

  5. 진공의 측정 • 1. 진공계의 종류 • 1) 압력을 직접측정 • -. 액주형 기압계 • -. 맥라우드 진공계 • -. 다이아프램 진공계 • 2) 기체의 열 특성을 이용 • -. THERMOCOUPLE 진공계 • -. 피라니 진공계 • 3) 기체의 이온을 이용 • -. 열 음극 이온게이지(hot cathode ion gauge) • -. Bayard-Alpert 게이지 • -. Penning 게이지 • -. 마그네트론 게이지(magnetron gauge) • → 진공 영역에 따라 2~3개의 게이지를 병용해 사용해야 함.

  6. 진공계 종류별 사용범위 Torr 10-14 10-13 10-1210 -11 10-10 10-910-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1100 101 102 103 104 U-tube Bourdon gauge thermistor thermocouple diaphragm gauge Pirani gauge Mcleod gauge Penning gauge Hot filament ionization gauge Cold cathode discharge gauge Torr10-14 10-1310-12 10-1110-1010-9 10-8 10-710-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100 101 102 103 104

  7. Convectron gauge (대류 게이지) Convectron gauge (대류 게이지) : 저 진공 영역 게이지 , 열 손실 센서로 대류열의 변화 감지 ( ~ 10-3까지 측정)

  8. Convectron gauge (대류 게이지) 진공계로의 접속부 • 필라민트에 전류를 보냄 • → 저항 ↑ • 2. 필라민트 온도 ↑ (전압 일정히 유지) • → 전류 ↓ • 2. 외부공기에 의해 필라민트 온도↓ • → 전류 ↑ • 3. 진공이 되어 외부공기 옅어짐 • → 저항↑ , 전류 ↓ • 4. 즉, 필라민트에 일정전압을 가함 • → 필라민트 전류측정 • → 주변 공기입자 수 측정가능 • → 압력 측정가능. 히터 열전대접합부 열전대 외벽 절연기판 110v (교류) 변압기 히터 전류제어

  9. IONIZATION 진공계 구성도 콜렉터 _ - 30 V _ • 3극관 진공계 • : 캐소드(필라멘트), 콜렉터, 그리드로 구성 • 필라멘트 → 전자 방출 • 그리드 → +전위 줌(전자모임) • 콜렉터 → - 전위 줌 (이온모임) • 3. 필라멘트에서 나온 전자 → 그리드(+극) • 로 이동(이동 시 진동 되풀이함) • 이동 시 진공중의 기체분자와 충돌함. • → 기체분자가 전자와 이온으로 분리 • → 이온이 콜렉터(-극)로 모여 전류가 흐름. • → 전류치 측정하여 진공도 측정. • 5. 즉, 그리드 +전위 일정히 유지 • : 콜렉터로 모이는 이온수 = 진공중에 남아 • 있는 분자수와 비례 유리외벽 + + 콜렉터 전 원 _ + _ + 진공용기로 _ ⊕ _ _ _ 필라민트 나선형 코일 GRID + + 탈가스용 전 원 필라민트 전 원 +150 V GRID 전압 전 원 에미션 전류미터 에밋션 제어회로

  10. Ionization gauge(전리 진공계) Ionization gauge (전리게이지) : 고·초고진공 영역 게이지. 기체를 이온화하여 양이온이 된 기체 분자의 개수를 이온 전류로써 측정. 이온 전류가 기체 분자 밀도에 비례함을 이용하여 압력 측정. (10-3 ~10-10까지 측정)

  11. 확산 펌프의 구성도 제1노즐 제2노즐 제3노즐

  12. 확산펌프 작동원리 • 1. 히터에서 오일증기가 상승하여 • 노즐로 초음속으로 분출. • 2. 분별증류(fractionation): 증기압이 • 낮은 오일은 바깥쪽, 높은 오일은 • 안쪽에서 기화한다. • 3. 이 오일증기가 주변 기체분자들을 • 아래쪽으로 이동시켜 배기 • 4. 벽을 친 오일증기는 응축되어 • 아래로 흘러 다시 boiler로 간다. • 5. 확산펌프는 기계적 펌프가 대부분의 • 공기를 제거한 후 10-3 Torr에서 작동 <오일확산펌프 시스템>

  13. 여러가지 진공펌프의 작업 가능 압력

  14. Rc Ra V(전원) q p V(전원) p q Rb 휘트스톤 브릿지와 압력 Indicating 시스템 신호처리부 Rc Ra G Rb Rd 아날로그 게이지 휘트스톤 브릿지 Rd 전리진공계(센서) ☞ p점과 q점의 전위차(Vp-Vq)에 해당하는 만큼 게이지에 전류가 흐른다. if) Ra X Rb = Rc X Rd p점과 q점의 전위가 같아서 전류가 흐르지 않는다. ☞ 전리진공계의 콜랙터에 흐르는 전류량이 진공도에 따라 변하므로 즉, 저항값이 달라지므로 p와 q점 사이에 전위차가 생기게 된다. 그 전위차에 의한 전류값을 진공값으로 변환한다.

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