1481

Рис. 12.27. Установка НАНОФАБ-100 в Таганрогском государственном радиотехническом университете, 2008 г.

Производителем отдельных элементов, которые допускают возможность вакуумно-плотной стыковки с другими вакуумными камерами и установками (например, металлизации, анализа и иной обработки), в том числе объединения в комплекс НАНОФАБ является также ЗАО «Научное и технологическое оборудование», выпускающее установки молекулярно-пучковой эпитаксии STE3N3 для фундаментальных и прикладных научных исследований, опытно-конструкторских работ и мелкосерийного экспериментального производства эпитаксиальных гетероструктур на основе нитридов III группы (сконфигурирована для выращивания материалов системы InAlGaN/GaN с использованием аммиака в качестве источника активного азота). Установка представляет собой модульный комплекс из камеры роста, стандартного комплекта источников материалов, ростового манипулятора, маршевой системы откачки камеры роста, средств измерения вакуума, камеры шлюза, камеры предварительной подготовки, линейных манипуляторов (2 шт.), системы прогрева вакуумных камер, управляющая электроника и системы автоматизации процесса роста.

ОАО «Научно-исследовательский институт точного машиностроения» (НИИТМ) предлагает ряд вакуумного технологического оборудования для промышленного производства с возможностью эксплуатации в условиях «чистых» помещений и вакуумное оборудование для малосерийного производства.

291

Отличительной особенностью этого вида оборудования является то, что при его построении используется единый вакуумный загрузочный модуль, унифицированный для всех установок этого ряда и состоящий из систем и устройств, обеспечивающих их функционирование: каркас, перегрузочный шлюз, механизм загрузки/выгрузки, элементы вакуумной, газовой, пневматической систем, система управления. Такая унификация снижает себестоимость изготовления установок этого ряда оборудования, значительно упрощает и облегчает их сборку и промышленную эксплуатацию. Платформа включает в себя вакуумный загрузочный модуль ВЗМ–200 (рис. 12.28), вакуумную установку плазмохимического осаждения пленок из газовой фазы «Алмаз ТМ–200», вакуумную установку магнетронного нанесения металлических и диэлектрических слоев «Магна ТМ–200» и вакуумную установку плазменного травления наноструктур «Плазма ТМ–200».

Рис. 12.28. Вакуумный загрузочный модуль ВЗМ–200

292

Вакуумное оборудование для малосерийного производства на базе вакуумного загрузочного модуля, применяемого при изготовлении оборудования для промышленного производства (каркас, элементы вакуумной, газовой, пневматической систем, система управления) включает в себя малогабаритную вакуумную установку (МВУ) реактивно-ионного травления (RIE) МВУ ТМ «Плазма-РИТ», установку плазмохимического осаждения (PECVD) МВУ ТМ «Плазма-ПХО», установку быстрого термического отжига МВУ ТМ «Отжиг», установку нанесения слоев электронно-лучевым испарением МВУ ТМ ЭЛИ и установку нанесения слоев магнетронным распылением МВУ ТМ «Магна».

Комплексы UHV MULTIPROBE и UHV NANOPROBE (рис. 12.29) производства Oxford Instruments представляют собой сверхвысоковакуумные аналитические платформы для тестирования, контактных измерений и неразрушающего контроля наноустройств в рамках сложных структур и интегральных схем. Технология СТМ «Омикрон» является ключом к продвижению технологии зондирования в нанометровом масштабе. Она обеспечивает очень точное позиционирование зонда СТМ и безопасное позиционирование хрупких зондов, имеющих диаметр несколько десятков нанометров или меньше.

Рис. 12.29. Внешний вид и рабочая камера с четырьмя СТМ и РЭМ комплекса UHV NANOPROBE (разрешение менее 4 нм для позиционирования, 10 нм для элементной карты,

СВВ – чистая поверхность без артефактов)

293

Для навигации четырех независимых СТМ зондов желательно одновременное отображение объекта методом сканирующей электронной микроскопии. СЭМ позволяет использовать большое поле зрения для зонда грубого позиционирования, а также позволяет производить точное позиционирование и быструю локализацию нанометровых структур с возможностями высокого разрешения РЭМ. СВВ колонна комплекса «Gemini» также предоставляет доступ к химическому элементному анализу – сканирующей Оже-микроскопии, магнитной томографии по SEM с анализом поляризации и другими методами электронной спектроскопии. Уникальное сочетание различных методов при неизменном положении образца дает дополнительную информацию о его проводимости, топографии, химии или магнетизме. Кроме того, модули могут быть оснащены оптическим волокном, тем самым открывая новую область в сканирующей электронной микроскопии – для перемещения местного оптического освещения.

294

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Кглаве 1

1.Какие основные периоды можно выделить в истории вакуумной техники в мире, России и СССР?

2.Сформулируйте основные достижения в области создания средств откачки в России и СССР.

Кглаве 2

1.Приведите основные примеры использования вакуумных технологий в металлургии.

2.В чем заключается внепечная обработка?

3.Для каких целей используется вакуумная плавка металлов

исплавов?

4.Охарактеризуйте процесс дистилляции металлов и сплавов в вакууме.

5.Какие типы вакуумных насосов применяются в вакуумной металлургии?

6.Охарактеризуйте вакуумные электропечи по способу нагрева и конструкции камеры и механизма загрузки.

7.Где применяются дистилляционные установки?

8.В чем преимущества и недостатки электронно-лучевой сварки в вакууме?

9.Каковы преимущества и недостатки диффузионной сварки в вакууме?

10.Охарактеризуйте спекание в вакууме и процессы вытягивания монокристаллов из расплава.

Кглаве 3

1.Где применяется технология вакуумной (молекулярной) дистилляции?

2.В чем состоит вакуумная ректификация?

3.В каких производствах применяется процесс выпаривания в вакууме?

295

4.Что лежит в основе вакуумной сушки?

5.В чем заключается вакуумная фильтрация?

Кглаве 4

1.Назовите основные области применения вакуумных технологий в электротехнике.

2. Какие типы вакуумного оборудования используются

вэлектротермической технике?

3.Что лежит в основе принципа действия вакуумных выключателей?

4.Какие технологии лежат в основе высоковольтной электроизоляции?

5.Какие технологии применяются в вакуумной конденсаторной технике?

Кглаве 5

1.Перечислите вакуумные технологии, применемые в энер-

гетике.

2.Что такое полупроводниковая солнечная энергетика (фотовольтаика)?

Кглаве 6

1.Какие вакуумные установки и технологии используются в угледобывающей и горнорудной промышленности?

2.Охарактеризуйте основные типы вакуум-фильтров.

3.В чем заключается принцип работы вакуумного транс-

порта?

Кглаве 7

1.Из каких основных элементов состоят вакуумные системы электрофизических установок?

2.Охарактеризуйте средства откачки электрофизических установок.

3.Какие вакуумные технологии и установки находят применение в электрофизическом аппаратостроении?

296

Кглаве 8

1.Перечислите основные типы установок для имитации условий космического пространства.

2.Охарактеризуйте вакуумное оборудование стартовых комплексов.

3.Охарактеризуйте основные направления развития космического производства материалов.

Кглаве 9

1.Назовите основные элементы аэродинамической трубы.

2.Какие вакуумные технологии применяются в авиационной и ракетно-космической технике?

Кглаве 10

1.Что такое вакуумные регенерационные установки?

2.Перечислите области применения радиоизотопных уста-

новок.

Кглаве 11

1.Какие типы электровакуумных приборов вы знаете?

2.В каких типах аналитических приборов используются вакуумные технологии?

Кглаве 12

1.В каких процессах синтеза наноматериалов применяется вакуумное оборудование?

2.Что такое нанотехнологические комплексы, какой круг задач они решают и каков принцип их модульного построения?

297

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Кеменов В.Н., Нестеров С.Б. Вакуумная техника и технология. − М.: Изд-во МЭИ, 2002. – 84 с.

2.Борисов В.П. Вакуум: от натурфилософии до диффузионного насоса. – М.: Интелвак, 2001. – 142 с.

3.Ярмонов А.Н. Основы вакуумной техники, технологии: учеб. пособие. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2010. – 174 с.

4.Льоцци М. История физики. – М.: Мир, 1970. – 464 с.

5.Уксусов А.С., Цейтлин А.Б. НИИВТ им. С.А. Векшинского – 45 лет со дня основания // Вакуумная техника и технология. – 1992. – Т. 2, № 3, 4. – С. 2−8.

6.Юферов В.Б. Евгений Станиславович Боровик // Вопросы атомной науки и техники. – 2004. – № 6. – С. 65–80.

7.Степанов К.Н. А.И. Ахиезер. Очерки и воспоминания. – Харьков: Факт, 2003. – 431 с.

8.Oliver Ellsworth Buckley 1887–1959. A Biographical Memoir by Mervin J. Kelly / National Academy of Sciences. – Washington D.C., 1964. – 32 p.

9.Кнюппель Г. Раскисление и вакуумная обработка стали: пер. с нем. – М.: Металлургия, 1984. – 414 с.

10.Кузнецов В.А. Оборудование для вакуумной обработки стали в ковше. Традиции и тенденции развития // НМ–ОБОРУ-

ДОВАНИЕ. – 2005. – № 3 – С. 4–9.

11.Бирман Р., Теворт Р., Придэй Г. Конструкция и компоненты оборудования для циркуляционного вакууммирования // Металлургическое производство и технология. – 2007. – № 2. –

С. 18–22.

12.Темберген Д., Теворт Р., Робей Р. Обработка стали в ковше с использованием технологии циркуляционного вакууммирования // Металлургическое производство и технология. – 2007. – № 2. – С. 12–16.

298

13.Неуструев А.А., Ходоровский Г.Л. Вакуумные гарнисажные печи. – М.: Металлургия, 1967. – 272 с.

14.Лейканд М.С. Вакуумные электрические печи. – М.: Машиностроение, 1977. – 52 с.

15.Губанов Б.И. Триумф и трагедия «Энергии»: размышления главного конструктора. – Т. 3: «Энергия – Буран». – Нижний Новгород, 1998. – 432 с.

16.Люшинский А.В. Диффузионная сварка разнородных материалов: учеб. пособие. – М.: Академия, 2006. – 208 с.

17.Сушильные аппараты и установки: каталог / А.А. Корягин [и др.]; ЦИНТИхимнефтемаш. – 5-е изд., испр. и доп. – М., 1988. – 72 с.

18.Жужиков В.А. Фильтрование: теория и практика разделения суспензий. – 2-е изд., перераб. – М.: Химия, 1968. – 411 с.

19.Кравченко А.Н., Метельский В.П., Рассальский А.Н. Высоковольтные выключатели 6–10 кВ // Электрик. – 2006. –

№9-10. – С. 6–9; № 11-12. – С. 10–13; 2007. – № 2. – С. 10–13.

20.ГОСТ 23436–83. Бумага кабельная для изоляции силовых кабелей на напряжение до 35 кВ включительно. – М., 1984.

21.Белорусов Н.Н., Саакян А.Е., Яковлева А.И. Электрические кабели, провода и шнуры: справ. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 540 с.

22.Рихтер Л.А., Елизаров Д.П., Лавыгин В.М. Вспомогательное оборудование тепловых электростанций: учеб. пособие. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 216 с.

23.Карцев В.П. Магнит за три тысячелетия. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 190 с.

24.Самойленков С.В. Генераторы переменного тока на сверхпроводниках // Сверхпроводники в энергетике. – М.: РНЦ Курчатовский институт. – 2006. – Т. 3, вып.1. – С. 4–8.

25.Глебов И.А. Проблемы создания сверхмощных турбогенераторов. Сверхэнергетика: сверхмощные машины, сверхпроводящие кабели, сверхъемкие накопители энергии // Знание-

сила. – 1979. – № 6.

299

26.Barnes P.N., Sumption M.D., Rhoads G.L. Review of high power density superconducting generators: Present state and prospects for incorporating YBCO windings // Cryogenics. – 2005. – Vol. 45, iss. 10–11. – P. 670–686.

27.Седунов И.П. «Термотрон» – термоэмиссионный генера-

тор [Электронный ресурс]. – URL: http://www.ntpo.com/ izobretenija/alternativnaya-energetika/netradicionnye-istochniki-jenergii/ 7463-termotron-termoemissionnyy-generator.html.

28.Гутин Ю.В., Новицких А.Н. Новые дисковые вакуумфильтры компании РудГорМаш для обезвоживания железных концентратов // Горный журнал. – 2008. – № 12. – С. 84–85

29.Руководство по дегазации угольных шахт. – М.: Недра, 1975. – 189 с.

30.Опыт высокопроизводительной работы очистных забоев на метаноносных угольных пластах / А.Д. Рубан, В.С. Забурдяев, В.Б. Артемьев, А.К. Логинов // Уголь. – 2009. – № 10(1004). –

С. 3–6.

31.Поганка П. Вакуумная технология — перспективное направление в технологии выемочно-погрузочных работ и экологической уборке промышленных зданий // Уголь. – 2006. –

№1(959). – С. 44–46.

32.Тарасов Ю.В. Результаты испытаний вакуумных установок и перфораторов канадского производства на ОАО «Рудник Каральвеем» // Золото и технологии. – 2012. – № 3(17). – С. 24–25.

33.Саксаганский Г.Л. Основы расчета и проектирования вакуумной аппаратуры. – М.: Машиностроение, 1978. – 76 с.

34.Достовалов Р.В. Распределенная криосорбционная откачка в холодных вакуумных камерах современных коллайдеров: дис. … канд. физ.-мат. наук / Ин-т ядер. физ. им. Г.И. Будкера СО РАН. – Новосибирск, 2005. – 114 с.

35.Фортов В.Е., Хоффманн Д., Шарков Б.Ю. Интенсивные ионные пучки для генерации экстремальных состояний вещества //

Успехи физических наук. – 2008. – Т. 178 (2). – С. 113–178.

300