【正文】 北京 :北京航空航天大學出版社， 2021。冶金工業(yè)出版社 ， 2021 [8] Lan Stevenson,Frank Zimone,Dale Morton. 鍍膜工藝與鍍膜系統(tǒng)配置，真空科學與技術(shù)學報， 2021， 23（ 6） [9] 龔桂義 ,機械設(shè)計課程設(shè)計書 .高等教育出版社 .1979 [10] 鄭文緯等 ,機械原理 .高等教育出版社 [11] 陳玲玲，李國卿，黃開玉等，鍍膜機的微機控制，《真空》 2021 年 6 期 22一 26 頁 [12] 李國恒，金林發(fā) ，陳興義等，國產(chǎn)晶振膜厚控制儀在國產(chǎn)鍍膜機上實現(xiàn)多層膜半自動化。 合肥工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計：真空蒸發(fā)鍍膜樣品架設(shè)計 25 [參考 文獻 ] [1] 達道安，真空設(shè)計手冊 M?？梢哉f，沒有 方老師的悉心指導和幫助，我是不可能順利完成我的畢業(yè)設(shè)計的。從這次設(shè)計當中我不但把以前學習到的知識運用上來了，還學習了一些我們以前沒有學到的，可以說是即學即用。 當然由于水平有限，資源不足，接觸到的東西也只是冰山一角。 抽氣時間的計算 初抽時間為： 式中：容器的體積 V（包括管道的體積在內(nèi)） 2 2 2 33 0 0 1 5 6 5 0( ) 4 0 0 ( ) 3 3 0 ( ) 6 4 0 m m 3 5 . 82 2 2V V V L? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?容 管 容器中所要達到的壓強 Pc=； 容器的初始壓強 Pcp=105Pa； 泵的抽速 Sp=15L/s； 粘滯流時管道的系數(shù) K 1 C D F? ? ? ? ? ? ? ? ? F 為空氣自由程與所用氣體的自由程的比值 C 為分子流時管道的流導 sPPKVPPSVcpcccp )11(lntp??????合肥工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計：真空蒸發(fā)鍍膜樣品架設(shè)計 21 3 1 32 15 0 1 01 2 . 1 1 2 . 1 2 3 . 6 3 /6 4 0 1 0DC L sL ?? ? ? ??（ ） 3 1 31 11 5 6 1 01 2 . 1 1 2 . 1 7 0 6 . 2 /6 4 0 1 0DC L sL ?? ? ? ??（ ） 插板閥的流導 C3 = 400L/s 計算 分子 泵的抽氣時間 分子 泵對電離規(guī)真空計處的有效抽速為： 6 0 0 7 1 7 .7 6 1 3 1 7 .7 6 /6 0 0 7 1 7 .7 6e SCS L sSC??? ? ??? 管道流導： 3 1 31 11 5 6 1 01 2 . 1 1 2 . 1 7 1 7 . 7 6 /6 4 0 1 0DC L sL ?? ? ? ??（ ） 查表得不銹鋼 放氣率為： 9 3 2q 10 /Pa m c m s?? ? ? ? 真空室的內(nèi)表面積為： 230 40 37 68 .2A D L c m??? ? ? ? ? ? ? 由公式 eAqSPt??? 將起始壓強為 代入， = t1= 將終止壓強 104 Pa 代入 , 9423 7 6 8 .2 3 .8 0 1 01 .3 1 7 7 6 1 0 t? ???? = t2= 故高真空抽氣時間 t=t2t1== 913 7 6 8 .2 3 .8 0 1 01 .3 1 7 7 6 0 .1 t????合肥工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計：真空蒸發(fā)鍍膜樣品架設(shè)計 22 電機的選擇 本次設(shè)計采用的電機是 60KTYZ 電容分相爪極式永磁可逆同步電機 該電機參數(shù)： 型號： WS60KTYZ 極數(shù)： 12 額定功率： 14W kW 額定電壓： 12220V V 額定電流： A 額定轉(zhuǎn)速： 1110 轉(zhuǎn) rpm 額定轉(zhuǎn)矩： 180KG/CM NM 外形尺寸： 60*60 mm 防護等級： E 重量： 500g 電機特點： 60KTYZ 單相可逆永磁同步電動機是一種帶有齒輪減速器的小型交流可逆同步電動機，它具有體積小、重量輕、噪音低、壽命長、運行平穩(wěn)、可雙向控制、輸出力矩大、堵轉(zhuǎn)能力強等特點 合肥工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計：真空蒸發(fā)鍍膜樣品架設(shè)計 23 結(jié) 論 長期以來，真空鍍膜機一直有著或多或少的不足，如何改進鍍膜設(shè)備，提高鍍膜效率以及可靠性是當前的話題。真空室工作壓力為 105 Pa 時， 分子泵 入口壓力很低，所以管口的壓力可以忽略，管路中的平均壓力 5 104 Pa， 此時， D*P=156 103 * 5 104 = 105 Pa*m ＜ *m 所以，管道中為分子流 （ 1）管道流導為 3 1 31 11 5 6 1 01 2 . 1 1 2 . 1 1 3 9 2 /3 3 0 1 0DC L sL ?? ? ? ??（ ） (2)插板閥的流導查表得： C2 = 400L/s 所以，總流導： 精算主泵抽速 考慮管道流導，主泵對真空室的有效抽速 S1 121 /11C L sCC??? 所得結(jié)果與初算時的抽速相差很小，所以選擇的主泵符合要求。 C 為封頭沖壓時的拉伸減薄量。 該 方案缺點是需要的擋板以及電機過多，但是操作簡單容易實現(xiàn)，因此選擇該方案。 由于真空室裸露的傳動件過多，在齒輪下方設(shè)置了一塊厚度為 2mm 的擋板。 由于該方案真空室內(nèi)傳動件太多，而且齒輪機構(gòu)過多容易故障，并且該方案蒸鍍效率不高，不適宜操作。 合肥工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計：真空蒸發(fā)鍍膜樣品架設(shè)計 16 多源蒸發(fā) 圖 213 蒸發(fā)源示意圖 該方案是在真空室中設(shè)置多個蒸發(fā)源，然后利用擋板進行對蒸發(fā)源的遮擋，來改變蒸發(fā)的速率，從而改變薄膜的生成。 該系統(tǒng)使用時的真空度為 0?4pa，抽氣時間大概為 45 分鐘左右，詳細計算過程在下文可見。 真空室是一個 Φ 300 鐘罩型升降結(jié)構(gòu) ，真空室高度為 400mm。 合肥工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計：真空蒸發(fā)鍍膜樣品架設(shè)計 13 真空系統(tǒng)方案 本次設(shè)計參考實驗室 DMDE450 型和 DZ300 鍍膜機， 該真空蒸發(fā)鍍膜系統(tǒng)是采用電阻蒸發(fā)方式，在高真空鍍膜室內(nèi)蒸鍍金屬銅，鋅等源料 。被蒸發(fā)的物質(zhì)受熱后 , 熔融成液態(tài) , 以其表面向鉬槽上方蒸發(fā)物質(zhì) , 液體表面蒸發(fā)的情況符合克努曾余弦定律 , 即蒸發(fā)分子的濃度與表面蒸發(fā)出射角的余弦 成正比。見圖 28。 假定蒸發(fā)后的物質(zhì)完全凝結(jié)于球體內(nèi)表面 , 設(shè)體積為 V ′ = 4 式中 t為球體內(nèi)表面膜層厚度。而實際生產(chǎn)中蒸發(fā)源至凝結(jié)點的距離一般是不會超過 0. 5m 的 , 所以蒸發(fā)分子可以不受阻礙地到達襯底表面 , 并設(shè)蒸發(fā)物分子之間的碰撞可忽略不計。 (2) 蒸發(fā)源的特性。 膜厚均勻性的計算 工業(yè)生產(chǎn)要求真空鍍膜層厚度的分布是均勻的或者是按特定要求的比例分布?，F(xiàn)行鍍膜機的工件架為一級行星式工件架，完成對太陽能集熱管的鍍膜工藝相對來說效率較低，即在前一級的行星架的基礎(chǔ)上設(shè)置后一級行星輪系的行星架、定輪、行星軸，充分利用了鍍膜機真空腔室內(nèi)的空間，打打增加既可繞鍍膜機真空腔室中心作公轉(zhuǎn)，又可以作自轉(zhuǎn)的行星軸 —待鍍膜玻璃管的數(shù)量，從而提高了真空鍍膜機單機、單次的產(chǎn)出率，也提高了靶材的利用率，相應(yīng)的減少了能耗，降低成本。圖 23 為最簡單的一種，小齒輪為主動輪，可實現(xiàn)工件架轉(zhuǎn)速恒定。摩擦輪傳動可用于兩平行軸之間的傳動，兩相交軸或相錯軸之間的傳動。 摩擦傳動工件架 下面的圖 22 表示一種最簡單的摩擦式傳動工件架。 圖 21(a) DMP450型鍍膜機球面行星工件架結(jié)構(gòu)圖 21(b) DMP450型鍍膜機球面行星工件架原理圖 合肥工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計：真空蒸發(fā)鍍膜樣品架設(shè)計 6 它的優(yōu)點是： （ 1） 基片架的有效面積較大，承載的幾篇數(shù)多，工作效率高； （ 2） 膜層均勻，從理論分析中可知，球面上任意一點 P 的膜厚只與球面半徑 R有關(guān) ， 再加上公轉(zhuǎn)和自傳，可得到厚度均勻的薄膜。由于工件要進行轟擊清洗和烘烤除氣，因此，要求工件架耐烘烤，不變形。 要查閱相關(guān)資料，閱讀文獻，翻譯文獻，結(jié)構(gòu)設(shè)計， 用 CAD 繪圖。在真空鍍膜的發(fā)展過程中，出現(xiàn) 了各式各樣的樣品架，不同的樣品架能夠滿足不同的鍍膜需求，而此次課題重點研究樣品架的創(chuàng)新。基片被加熱到一定溫度，沉積在基片上的