Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

Matematika és fizika oktatott tananyaga.

A címben nevezett téma elméleti és gyakorlati megismertetése.

1. A gázfázis törvényei, a vákuum fogalma

A makroszkopikus gáztörvények összefoglalása. Mikroszkopikus molekuláris törvények. A kinetikus gázelmélet alapfeltevései. A nyomás meghatározása a kinetikus gázelmélet alapján. A Maxwell-Boltzmann sebességeloszlás. Közepes szabad úthossz. Ütközési szám. A vákuum fogalma. A Knudsen szám.

2. Transzportjelenségek gázokban

Meyer formula, gázáram egy vékony fal kis nyílásán, gázok viszkozitása és ennek nyomás és hőmérséklet függése, gázok hővezetése és ennek nyomás és hőmérséklet függése, a diffúzió fenomenológiai leírása, a diffúziós együttható. Az effúzió fogalma. Gázok áramlása, Reynolds szám. Viszkózus és molekuláris áramlás egyenes csőben. Viszkózus áramlás kapillárisban

3. Gáznemű és kondenzált anyag kölcsönhatása

Fázisok fázis diagramm, párolgás és lecsapódás (kondenzáció), fiziszorpció kemiszorpció deszorpció, telített gőznyomás és hőmérséklet függése. Aktivációs energia. A forrás fogalma, Clausius - Clapeyron egyenlet. Az elpárolgó anyag mennyisége (Langmuir formula), permeáció.

4. Gyakorlati számítások

A nyomás régi és új egységei, psi. Szívósebesség és szívóteljesítmény. Vezetőképesség és ellenállás. A vákuumtechnikai ohm törvény. Effektív szívósebesség. Egy turbomolekuláris és egy rotációs szivattyúból álló rendszer méretezése.

5. Szivattyúk

A vákuumszivattyúk csoportosítása, (ürítős, tartály, mechanikus, hajtóközeges, állandó és változó munkaterű, getter, krio-, iongetter, titán szublimációs, zeolit adszorpciós, olajdiffúziós, forgódugattyús, Roots, rotációs szivattyú Gaede, turbomolekuláris szivattyú, molecular drag szivattyú). A rotációs szivattyú karakterisztikája. A térfogat kiszorítás elvén működő szivattyúk.

6. Vákuumérők

A McLeod mérő elve, Pirani mérő, termokeresztes mérő, ionizációs mérő, hidegkatódos mérő, parciális nyomás mérők, tömeg spektrométerek, Aston, Wien. Repülési idő, kvadrupol tömegspektrométerek. A lyukkeresés módszerei.

7. Felületanalitikai alkalmazások

A SIMS az Auger és az XPS spektrométer, elektronágyú, ionágyú, röntgenforrás, szekunder elektron sokszorozó, Channeltron, üzemmódok. Laterális elemeloszlási kép, pásztázó és direkt leképezés, információs mélység. Elektronenergia analizátorok, hengeres tükör energia-analizátor (CMA). Félgömb energia-analizátor (HSA). Alkalmazások.

8. Vákuumtechnikai gépelemek és anyagok

Mozgásbevezetők, elektromos bevezetők, membránok, karimák és szabványaik, vákuumkamrák, szelepek és vezetékek, vákuumtechnikai anyagok, fémek, üvegek, kerámiák.

9. Vákuumtechnikai speciális technológiák

AVI és plazmahegesztés, elektronsugaras hegesztés, fémüveg és fémkerámia forrasztások, vákuumpárologtatás, katódporlasztás (DC és nagyfrekvenciás, diódás és triódás). Rétegvastagság mérése (rezgőkvarcos, interferometriai, ellenállás mérésen alapuló).

Tantermi előadások és gyakorlati bemutatók az Atomfizika Tanszék eszközei segítségével.

Nincs

A hallgatók érdeklődésétől függően előre egyeztetett időpontban.

Sokszorosított segédlet szükség szerint az előadással párhuzamosan.

Ajánlott irodalom:

Roth: Vacuum Physics

(a tantárgyhoz tartozó tanulmányi idő körülbelüli felosztása a tanórák, továbbá a házi feladatok és a zárthelyik között (a felkészülésre, ill. a kidolgozásra átlagosan fordítandó/elvárható idők félévi munkaórában, kredit x 30 óra, pl. 5 kredit esetén 150 óra)):