№ п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | Темы дисциплины необходимые для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
1. | Физико-химические основы процессов микро - и нанотехнологий | + | + | + | + | + | + |
2. | Методы анализа и контроля наноструктурированных материалов и систем | + | + | + | + | + | + |
5. Содержание дисциплины.
Тема 1. Свойства газов при низких давлениях. Давление и плотность газа. Средняя длина свободного пробега молекул газа. Взаимодействие молекул газа с поверхностью. Растворение газов в твердых телах. Электрические явления в газах при низких давлениях.
Изучаются свойства газов при низких давлениях, определяются их основные параметры, взаимодействие молекул газа с поверхностью, время десорбции и давление насыщенных паров, растворимость и газосодержание в твердых телах, электрические явления в газах низкого давления.
Тема 2. Теоретические основы процесса откачки. Основное уравнение вакуумной техники. Процессы изменения состояния газа в вакуумных системах. Режимы течения газа в трубопроводах. Длительность откачки.
Изучаются теоретические основы вакуумной техники, рассматриваются сопротивление и проводимость вакуумного трубопровода, основное уравнение вакуумной техники, процессы изменения состояния газа в вакуумных системах, критерии определения границ режимов течения газа в трубопроводах, методики расчета длительности откачки. Методы измерения газовых потоков
Тема 3. Методы измерения вакуума. Методы измерения общих и парциальных давлений. Методы течеискания.
Изучаются методы измерения вакуума, включая механические, тепловые, электрические и сорбционные методы, а также методы течеискания.
Тема 4. Методы получения вакуума. Изучаются методы получения вакуума, дается общая характеристика вакуумных насосов с объемной, молекулярной, пароструйной ионной, хемосорбционной, криоконденсационной, криоадсорбционной и ионно-сорбционная откачкой, рассматривается их конструкция.
Тема 5. Конструирование вакуумных систем. Вакуумные соединения, трубопроводы. Конструкционные вакуумные материалы. Вакуумные вводы и затворы. Ловушки.
Изучается конструирование вакуумных систем, рассматриваются используемые конструкционные вакуумные материалы, неразборные и разборные вакуумные соединения, вакуумные трубопроводы, устройства для передачи движения в вакуум, электрические вакуумные вводы и вакуумные затворы, ловушки.
6. Темы лабораторных работ (Лабораторный практикум).
Лабораторная работа № 1
Тема: Определение парциальных давлений газов в вакуумной камере.
Название опыта: определение состава и концентрации газов, составляющих вакуум с помощью масс-спектрометра.
Объекты изучения: устройство и принцип работы масс-спектрометра.
Необходимый инструментарий: вакуумная система, масс-спектрометр.
Лабораторная работа № 2
Тема: Расчет длительности откачки вакуумной камеры из заданного объема до уровня 10-3 мм. рт. ст. при заданных сечениях вакуумных коммуникаций.
Название опыта: изучение процессов откачки вакуумной камеры.
Объекты изучения: устройство вакуумной камеры и системы форвакуумной откачки.
Необходимый инструментарий: вакуумная камера, форвакуумные коммуникации, форвакуумный насос НВР-16Б, вакуумметр теплоэлектрический блокировочный 13 ВТ3-003, преобразователь манометрический ПМТ -6-3, электронные часы, вакуумный затвор с пневмоприводом.
Лабораторная работа № 3
Тема: Методы измерения газовых потоков
Название опыта: Измерение производительности и быстроты действия вакуумных насосов методом двух манометров.
Объекты изучения: метод измерения газовых потоков.
Необходимый инструментарий: вакуумная камера, натекатель, два вакуумметра теплоэлектрических блокировочных 13 ВТ3-003, форвакуумный насос.
Лабораторная работа № 4
Тема: Тепловые методы измерения вакуума.
Название опыта: ознакомление с конструкцией термопарных преобразователей типа ПМТ-2 и преобразователей сопротивления ПМТ-6-3.
Объекты изучения: принцип действия тепловых преобразователей, конструкция тепловых термопарных преобразователей сопротивления.
Необходимый инструментарий: вакуумметр теплоэлектрический блокировочный 13 ВТ3-003, преобразователь манометрический ПМТ -6-3, вакуумная система.
Лабораторная работа № 5
Тема: Магнитные электроразрядные методы измерения высоковакуумных систем.
Название опыта: измерение высоких давлений ( мм.рт. ст.) в вакуумной камере магнитным электроразрядным датчиком с холодным катодом инверсно-магнетронного типа ПММ-32-1 и вакуумметра магнитного блокировочного ВМБ-14.
Объекты изучения: устройство и принцип работы высоковакуумного датчика ПММ-32-1.
Необходимый инструментарий: вакуумметр ВМБ-14, преобразователь манометрический ПММ-32-1, вакуумная система.
Лабораторная работа № 6
Тема: Методы течеискания.
Название опыта: Определение наличия течи в вакуумной камере методом пробного газа.
Объекты изучения: конструкция и принцип действия гелиевого течеискателя ПТИ-14.
Необходимый инструментарий: вакуумная система, баллон с гелием, течеискатель ПТИ-14.
Лабораторная работа № 7
Тема: Принцип работы и конструкция пластинчато-роторного объемного насоса.
Название опыта: определение скорости откачки пластинчато-роторным объемным насосом НВР-16Б в зависимости от изменения длины вакуумных коммуникаций.
Объекты изучения: форвакуумные насосы и конструкция форвакуумных коммуникаций установки ионного легирования.
Необходимый инструментарий: форвакуумный насос НВР-16Б, вакуумметр теплоэлектрический блокировочный 13 ВТ3-003, преобразователь манометрический ПМТ -6-3, установка ионного легирования.
Лабораторная работа № 8
Тема: Изучение принципа работы магнитноразрядных насосов.
Название опыта: определение скорости откачки магнитноразрядным насосом НМД-016-1 вакуумных коммуникаций установки ионного форматирования.
Объекты изучения: принцип работы и устройство высоковакуумного магниторазрядного насоса НМД-016-1.
Необходимый инструментарий: насос магниторазрядный НМД-016-1, насос механический вакуумный 2-НВР-5ДМ, клапан откачки магниторазрядного насоса на низкий вакуум, электромеханический клапан откачки вакуумной камеры на высокий вакуум, датчик вакуумный ПМТ-6-3, вакуумметр 13 ВТ3-003, преобразователь манометрический ПММ-32-1, вакуумметр ВМБ-14, вакуумная система.
Лабораторная работа № 9
Тема: Изучение принципов работы азотной ловушки.
Название опыта: влияние азотной ловушки на скорость качества откачки вакуумной камеры установки УВНИПА-1-001.
Объекты изучения: азотная вакуумная ловушка
Необходимый инструментарий: азотная вакуумная ловушка с системой контроля, преобразователь манометрический ПММ-32-1, вакуумметр ВМБ-14, паромасляный диффузионный насос, вакуумная камера установки УВНИПА-1-001.
7. Учебно - методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины (модуля).
Примерные задания для выполнения контрольной работы №1
1. Определить степень покрытия поверхности вакуумной камеры молекулами воды при давлении 10-6 Па при температуре 300 К (вакуумная камера сделана из нержавеющей стали, теплота адсорбции – 80 МДж/кмоль).
2. Определить проводимость по воздуху цилиндрического трубопровода диаметра 100 мм и длиной 0,5 м при различных режимах течения газа (T=300 К).
3. Какой поток газа будет протекать через отверстие диаметром 250 мм. Давление с одной стороны отверстия равно 0 Па, с другой – 1 Па. Газ – воздух, Т=300 К.
Примерные задания и вопросы для выполнения контрольной работы №2
Чем определяется диапазон рабочих давлений тепловых преобразователей?
Чем определяется диапазон рабочих давлений магнитных преобразователей?
Определить пороговую чувствительность гелиевого течеискателя для проверки на герметичность установки с рабочим давлением 10-3Па, откачиваемой с эффективной быстротой откачки 0,15 м3/с.
Примерные задания для выполнения контрольной работы №3
Провести проектировочный расчет высоковакуумного участка вакуумной системы при следующих данных: рабочее давление в вакуумной камере p=10-6 Па. Суммарное газовыделение и натекание в вакуумной системе Q=10-7 м3·Па/с. Размеры вакуумной камеры: d=250 мм, l=500 мм.
Примерные вопросы к зачету:
1. Понятие различных степеней вакуума и критерий для их определения.
2. Понятие эффективного размера вакуумной камеры.
3. Характерные режимы течения газа в вакуумных системах.
4. Понятие быстроты действия насоса.
5. Понятие проводимости трубопровода.
6. Основное уравнение вакуумной техники.
7. Различие между абсолютными и косвенными методами измерения давлений.
8. Принцип работы деформационных преобразователей.
9. Принцип работы тепловых преобразователей.
10. Принцип работы ионизационных преобразователей.
11. Основные методы для определения быстроты откачки вакуумных насосов.
12. Принцип работы объемных насосов.
13. Принцип действия турбомолекулярного насоса.
14. Принцип действия пароструйных насосов.
15. Основные требования к рабочим жидкостям вакуумных насосов.
16. Способы откачки паров рабочих жидкостей с помощью вакуумных ловушек.
17. Принцип действия ионной откачки.
18. Принцип действия сорбционной откачки
19. Требования к материалам вакуумных систем.
20. Основные типы вакуумных соединений.
21. Основные типы вакуумных затворов.
8. Образовательные технологии.
В соответствии с требованиями ФГОС при реализации различных видов учебной работы в процессе изучения дисциплины «Вакуумная техника и технологии» предусматривается использование в учебном процессе следующих активных и интерактивных форм проведения занятий:
· лекции;
· лабораторные занятия;
· работа в малых группах;
· мастер-классы экспертов.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля).
Основная литература:
1. Розанов техника. – М.: Высш. шк., 2007.
2. Umrath W. Fundamentals of Vacuum Technology - Cologne, 1998.
3. , , Пенчко и расчет вакуумных систем. – М.: Энергия, 1979.
4. , , Никулин техника. Справочник. М.:Машиностроение, 2009.
Дополнительная литература:
1. Кузьмин измерения. – М.: Издательство стандартов, 1992.
2. , Минайчев конструирования вакуумных систем. – М.: Энергия, 1971.
3. Саксаганский потоки в сложных вакуумных структурах. – М.: Атомиздат, 1980.
4. Фролов вакуум-насосы. – М.: Машиностроение, 1980.
5. Цейтлин вакуумные насосы. – М.; Л.: Энергия. 1965.
6. Вакуумная техника: Справочник / , , и др. – М.: Машиностроение, 1992.
Программное обеспечение и Интернет – ресурсы:
1. Сайт библиотеки компании «Сплав» http://*****/literatura
2. Университетское вакуумное общество «Унивак» http://www. *****/
10. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля).
Лекционная аудитория с мультимедийным оборудованием, лаборатория пучково-плазменных технологий, учебно-научная лаборатория зондовой микроскопии.
Дополнения и изменения к рабочей программе на 201 / 201 учебный год
В рабочую программу вносятся следующие изменения:
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры ____________________ « »_______________201 г.
Заведующий кафедрой ___________________/___________________/
О.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 |
