ভ্যাকুয়াম হিটিং প্লেট অ্যাসেম্বলিতে কীভাবে আউটগ্যাসিং এবং ভার্চুয়াল লিক প্রতিরোধ করা যায়

যান্ত্রিক বিবরণ লুকানো দূষণ

এমনকি ভ্যাকুয়াম-সামঞ্জস্যপূর্ণ সামগ্রীর সাথেও, একটি খারাপভাবে ডিজাইন করা সমাবেশ মাইক্রোস্কোপিক পকেটে{0}}স্ক্রু হেডের নিচে, থ্রেডেড গর্তের ভিতরে বা ছিদ্রযুক্ত পৃষ্ঠের মধ্যে গ্যাস ধারণ করতে পারে। এই আটকে থাকা গ্যাসগুলি ঘন্টা বা দিন ধরে রক্তপাত করে, ভ্যাকুয়াম নষ্ট করে। এই ভার্চুয়াল ফাঁস প্রতিরোধ করা একটি মূল নকশা শৃঙ্খলা। একটি হিটিং প্লেট যা তাপগতভাবে নিখুঁত কিন্তু যান্ত্রিকভাবে অসাবধান একটি উচ্চ-ভ্যাকুয়াম সিস্টেমকে অব্যবহারযোগ্য করে তুলতে পারে। কার্যকরী অনুশীলনভার্চুয়াল লিক ভ্যাকুয়াম হিটিং প্লেটের আউটগ্যাসিং প্রতিরোধ করুনসমাবেশগুলি কোথায় গ্যাস লুকিয়ে থাকে এবং কীভাবে সেই লুকানো জায়গাগুলিকে নির্মূল করা যায় তা বোঝার মাধ্যমে শুরু হয়।

ভার্চুয়াল লিক কি?

একটি ভার্চুয়াল ফুটো চেম্বারের প্রাচীরের মাধ্যমে একটি লঙ্ঘন নয়। এটি একটি ফাটল, পকেট বা ছিদ্রযুক্ত উপাদানে আটকে থাকা একটি ছোট আয়তনের গ্যাস যা ধীরে ধীরে খালি জায়গায় চলে যায়। একটি বাস্তব ফুটো থেকে ভিন্ন, যা বায়ুমণ্ডলীয় বাতাসের অবিচ্ছিন্ন প্রবাহের অনুমতি দেয়, একটি ভার্চুয়াল ফুটো সময়ের সাথে সাথে হ্রাস পায় তবে ঘন্টা বা এমনকি কয়েক দিন ধরে চলতে পারে। ভার্চুয়াল লিকের স্বাক্ষর হল এমন একটি চাপ যা প্রাথমিক পাম্প-ডাউনের সময় সাধারণত হ্রাস পায়, তারপরে প্রত্যাশিত বেস চাপে স্থিতিশীল হয় বা অবশিষ্ট গ্যাস বিশ্লেষক দ্বারা নিরীক্ষণের সময় ধীর, স্থির আউটগ্যাসিং লেজ দেখায়।

হিটিং প্লেট অ্যাসেম্বলিতে ভার্চুয়াল লিকের সাধারণ উত্সগুলির মধ্যে রয়েছে:

অন্ধ টোকা গর্ত- একটি স্ক্রুর মাথার নীচে বা থ্রেডেড গর্তের নীচে গ্যাস আটকা পড়ে৷

ওভারল্যাপিং ধাতু পৃষ্ঠতল- দুটি সমতল পৃষ্ঠ একটি ভেন্ট পাথ ছাড়া একসঙ্গে আটকানো; তাদের মধ্যে ফাঁক গ্যাস রয়েছে.

ছিদ্রযুক্ত welds- অসম্পূর্ণ অনুপ্রবেশ বা মাইক্রোস্কোপিক পিনহোল যা সময়ের সাথে সাথে গ্যাস নির্গত করে।

সন্নিবেশ চারপাশে ফাটল- থ্রেডেড সন্নিবেশ বা স্ট্যান্ডঅফ যা সম্পূর্ণরূপে বের করা হয় না।

বহু-স্তরযুক্ত সমাবেশ- তাপ স্প্রেডার, নিরোধক স্তর, বা মাউন্টিং বন্ধনীগুলি খাঁজ ছাড়াই স্তুপীকৃত।

একটি প্রাথমিক নকশা নিয়ম হিসাবে আটকা পড়া ভলিউম বাদ দেওয়া

আটকে থাকা ভলিউম নির্মূল করা যেকোনো ভ্যাকুয়াম হিটিং প্লেটের জন্য একটি প্রাথমিক নকশার নিয়ম। প্রতিটি গহ্বর, থ্রেডেড গর্ত এবং সঙ্গম জয়েন্টের গ্যাস আটকানোর ক্ষমতা পরীক্ষা করা আবশ্যক।

ভেন্টেড হার্ডওয়্যার

স্ট্যান্ডার্ড স্ক্রু মাথার নিচে গ্যাস আটকে রাখে। স্ক্রু হেডের নীচের অংশ এবং কাউন্টারবোরের মধ্যে স্থান, সেইসাথে থ্রেডগুলি নিজেরাই, উল্লেখযোগ্য পরিমাণ ধারণ করতে পারে। একটি সমাধান ব্যবহার করা হয়vented screws- মাথা থেকে ডগা পর্যন্ত কেন্দ্রের মধ্য দিয়ে ড্রিল করা একটি ছোট অক্ষীয় গর্ত সহ স্ক্রু। এই ছিদ্রটি মাথার নিচে আটকে থাকা ভলিউমকে ভ্যাকুয়াম স্পেসের সাথে সংযুক্ত করে, যা পাম্প-ডাউনের সময় অবিলম্বে গ্যাস বের হতে দেয়। থ্রেড (থ্রেডের দৈর্ঘ্য বরাবর) মধ্যে কাটা খাঁজগুলি একই উদ্দেশ্যে পরিবেশন করে। বিকল্পভাবে, থ্রেড ক্রেস্টে একটি ছোট খাঁজ বা ফ্ল্যাট ফাইল একটি ভেন্ট পাথ তৈরি করে।

যেখানে ভেন্টেড স্ক্রু পাওয়া যায় না, সেখানে একটি অগভীর অন্ধ গর্ত স্ক্রু দৈর্ঘ্যের চেয়ে কম গভীরতায় ড্রিল করা যেতে পারে, থ্রেড বরাবর একটি ভেন্ট চ্যানেল রেখে। যাইহোক, সবচেয়ে নির্ভরযোগ্য পদ্ধতি হল একটি থ্রু-হোল সহ স্ক্রুগুলি নির্দিষ্ট করা বা যেখানেই সম্ভব অন্ধ গর্তগুলিকে থ্রু-হোলে রূপান্তর করা।

স্লটিং এবং গ্রুভিং মেটিং সারফেস

যখন দুটি ধাতব প্লেট একসাথে বোল্ট করা হয় (উদাহরণস্বরূপ, একটি হিটিং প্লেট একটি সমর্থন কাঠামোর সাথে সংযুক্ত), যোগাযোগ এলাকাটি মাইক্রোস্কোপিক পৃষ্ঠের অনিয়মে গ্যাস আটকে দেয়। যদি পৃষ্ঠগুলি পালিশ করা হয় বা গ্যাসকেট করা হয় তবে আটকে থাকা আয়তন যথেষ্ট হতে পারে। সমাধান হল সঙ্গমের পৃষ্ঠগুলির একটিতে মেশিনের খাঁজগুলি বের করা। কেন্দ্র থেকে প্রান্ত পর্যন্ত প্রসারিত একটি রেডিয়াল খাঁজ, বা অগভীর চ্যানেলগুলির একটি গ্রিড নিশ্চিত করে যে প্লেটের মধ্যে যে কোনও গ্যাস সরাসরি ভ্যাকুয়ামের সাথে সংযুক্ত রয়েছে। একটি সহজ নিয়ম: কয়েক বর্গ মিলিমিটারের চেয়ে বড় যেকোন আবদ্ধ এলাকায় একটি ভেন্ট পাথ থাকা উচিত।

থ্রেডেড গর্ত এবং সন্নিবেশ

ব্লাইন্ড ট্যাপড হোল একটি ক্লাসিক ভার্চুয়াল লিক। একবার স্ক্রু ঢোকানোর পরে গর্তের নীচে আটকে থাকা গ্যাস বের হতে পারে না। বেশ কয়েকটি প্রতিকার বিদ্যমান:

অন্ধ গর্তটিকে একটি থ্রু-হোলে রূপান্তর করুন যদি দূরের দিকটি অ্যাক্সেসযোগ্য হয়।

অন্ধ গর্তের নীচ থেকে একটি বাহ্যিক পৃষ্ঠে বা একটি প্রবাহিত গহ্বরে একটি ছোট (1-2 মিমি) গর্ত ড্রিল করুন।

একটি থ্রেডেড সন্নিবেশ ব্যবহার করুন একটি ভেন্ট খাঁজ দিয়ে বা এর পাশের প্রাচীর দিয়ে একটি গর্ত সহ।

অগভীর গর্তের জন্য, একটি স্ক্রু ব্যবহার করুন যা গর্তের গভীরতার চেয়ে ছোট, থ্রেডগুলির মধ্য দিয়ে একটি ভেন্ট পাথ রেখে।

ভ্যাকুয়াম অখণ্ডতা জন্য ঢালাই

সমস্ত ঢালাই অবশ্যই সম্পূর্ণ অনুপ্রবেশ এবং ভ্যাকুয়াম-টাইট হতে হবে, কোন পিনহোল, পোরোসিটি বা অসম্পূর্ণ ফিউশন ছাড়াই। প্লেট গরম করার জন্য, নিম্নলিখিত অনুশীলনগুলি প্রয়োগ করা হয়:

ঢালাই প্রক্রিয়া– TIG (GTAW) ওয়েল্ডিং স্টেইনলেস স্টিলের জন্য পছন্দ করা হয়। পাতলা অংশগুলির জন্য ইলেকট্রন বিম বা লেজার ঢালাই ব্যবহার করা যেতে পারে।

ব্যাকসাইড purging- অক্সিডেশন এবং ছিদ্র রোধ করতে ওয়েল্ডের পিছনের দিকটি একটি নিষ্ক্রিয় গ্যাস (আর্গন) দিয়ে পরিষ্কার করা হয়।

পরিদর্শন- ওয়েল্ডগুলি ডাই পেনিট্রান্ট টেস্টিং বা হিলিয়াম লিক চেকিং দ্বারা পরিদর্শন করা হয়। ভর স্পেকট্রোমিটারের সাহায্যে হিলিয়াম লিক সনাক্তকরণ (10⁻⁹ mbar·L/s পর্যন্ত সংবেদনশীলতা) সমস্ত ভ্যাকুয়াম-সাইড ওয়েল্ডে সঞ্চালিত হয়।

কোন অন্ধ জোড় cavities- যেখানে দুটি অংশ তাদের পরিধির চারপাশে ঢালাই করা হয়, সেখানে একটি ছোট ভেন্ট হোল ড্রিল করা হয় যাতে আবদ্ধ আয়তনে গ্যাস আটকে না যায়।

হাইড্রোকার্বন এবং দূষক অপসারণ পরিষ্কার করা

এমনকি নিখুঁত যান্ত্রিক নকশা সঙ্গে, পৃষ্ঠ দূষণ outgasses. একটি কঠোর পরিচ্ছন্নতার পদ্ধতি বাধ্যতামূলক। স্টেইনলেস স্টীল এবং অন্যান্য ভ্যাকুয়াম-সামঞ্জস্যপূর্ণ ধাতুগুলির জন্য সাধারণ পরিচ্ছন্নতার ক্রম অন্তর্ভুক্ত:

ক্ষারীয় পরিষ্কার- অংশগুলিকে অতিস্বনক আন্দোলন সহ একটি গরম ক্ষারীয় ডিটারজেন্ট দ্রবণে (যেমন, 2-5% ঘনত্ব 60-80 ডিগ্রিতে) ডুবিয়ে রাখা হয়। এটি তেল, গ্রীস এবং দোকানের ময়লা দূর করে।

ধুয়ে ফেলা– ডিওনাইজড (DI) জলে একাধিক ধুয়ে, এক ট্যাঙ্ক থেকে অন্য ট্যাঙ্কে ক্যাসকেডিং। চূড়ান্ত ধোয়া অন্তত 18 MΩ·সেমি প্রতিরোধ ক্ষমতা সহ DI জল ব্যবহার করে।

অ্যাসিড প্যাসিভেশন(স্টেইনলেস স্টিলের জন্য) - একটি 20-25% নাইট্রিক অ্যাসিড স্নানে 50-60 ডিগ্রিতে 20-30 মিনিটের জন্য নিমজ্জিত করুন। এটি বিনামূল্যে লোহা অপসারণ করে এবং একটি প্রতিরক্ষামূলক ক্রোমিয়াম অক্সাইড স্তর গঠন করে, জল এবং হাইড্রোজেনের আউটগ্যাসিং হ্রাস করে।

চূড়ান্ত rinsing- আবার DI জলে পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে ধুয়ে ফেলুন।

শুকানো- অংশগুলি পরিষ্কার, তেল-মুক্ত নাইট্রোজেন গ্যাস ব্যবহার করে বা 100-150 ডিগ্রীতে HEPA-ফিল্টারযুক্ত বায়ু সঞ্চালন সহ একটি পরিষ্কার চুলায় শুকানো হয়।

মেশিন বা পরিচালনা করা উপাদানগুলির জন্য, ক্ষারীয় পরিষ্কারের আগে একটি অতিস্বনক স্নানে একটি দ্রাবক ডিগ্রীজিং স্টেপ (এসিটোন বা আইসোপ্রোপাইল অ্যালকোহল ব্যবহার করে) যোগ করা যেতে পারে। সমস্ত পরিষ্কারের প্রক্রিয়া তাজা, ফিল্টার করা রাসায়নিক ব্যবহার করে।

পরিষ্কার করার পরে, অংশগুলি শুধুমাত্র পাউডার-মুক্ত, দ্রাবক-প্রতিরোধী নাইট্রিল বা ল্যাটেক্স গ্লাভস দিয়ে পরিচালনা করা হয়। আঙুলের ছাপগুলিতে তেল এবং লবণ থাকে যা 10⁻⁅ mbar এর নিচে ভ্যাকুয়াম স্তরে বেরিয়ে যায়। একবার একত্রিত হলে, আর কোন দূষণ চালু করা উচিত নয়।

একটি স্ট্যান্ডার্ড কমিশনিং পদ্ধতি হিসাবে বেক-আউট

পরিষ্কার করা পৃষ্ঠের দূষণ দূর করে, তবে কিছু শোষিত গ্যাস বাল্ক উপাদানে থেকে যায়। একটি বেক-আউট ভ্যাকুয়াম হিটিং প্লেটের জন্য একটি আদর্শ কমিশনিং পদ্ধতি। একত্রিত প্লেটটি একটি ভ্যাকুয়াম চেম্বারে স্থাপন করা হয় (অথবা, যদি প্লেটটি ইতিমধ্যে ব্যবহারকারীর চেম্বারে মাউন্ট করা থাকে তবে পুরো চেম্বারটি বেক করা হয়)। প্লেটটি উচ্চ তাপমাত্রায় উত্তপ্ত হয় যখন ভ্যাকুয়াম পাম্পগুলি চলমান থাকে, শোষিত জলীয় বাষ্প এবং উদ্বায়ী অবশিষ্টাংশগুলিকে সরিয়ে দেয়।

সাধারণ বেক-আউট পরামিতি:

তাপমাত্রা- 150-250 ডিগ্রী, সর্বনিম্ন তাপমাত্রা-সহনশীল উপাদান দ্বারা সীমাবদ্ধ। সিরামিক-থেকে-ধাতু ফিডথ্রুগুলি প্রায়শই 400 ডিগ্রি সহ্য করতে পারে; PTFE উপাদানগুলি (যদি উপস্থিত থাকে) বেক-আউট 150 ডিগ্রিতে সীমাবদ্ধ করে। একটি অল-মেটাল নির্মাণের জন্য, 24 ঘন্টার জন্য 250 ডিগ্রি সাধারণ।

সময়কাল- 12 থেকে 48 ঘন্টা, আকার এবং পূর্ববর্তী পরিষ্কারের উপর নির্ভর করে। বড় বা জটিল সমাবেশগুলির জন্য দীর্ঘ বেক-আউট সময় প্রয়োজন।

চাপ- বেক-আউটের সময় চেম্বারটি ভ্যাকুয়ামে রাখা হয়, সাধারণত 10⁻⁵ mbar এর নিচে। গরম করার সময় একটি নিষ্ক্রিয় গ্যাস শোধন (নাইট্রোজেন বা আর্গন) বিবর্তিত গ্যাসগুলিকে বহন করতে সাহায্য করতে পারে।

কুলিং- বেক-আউট করার পরে, প্লেটটি ভ্যাকুয়ামের নিচে থাকা অবস্থায় ঘরের তাপমাত্রায় ধীরে ধীরে ঠান্ডা হয়। দ্রুত শীতলতা বায়ুমণ্ডল থেকে আর্দ্রতা পুনরায় শোষণ করতে পারে যদি চেম্বারটি সময়ের আগেই বের হয়ে যায়।

একটি বেক-আউট শুধুমাত্র জল (ভর 18) নয়, হাইড্রোকার্বনগুলিও (ভর 41, 43, 55, 57) বন্ধ করে দেয় যা পরিষ্কারের মাধ্যমে অপসারণ করা হয়নি। বেক-আউটের কার্যকারিতা চাপ পর্যবেক্ষণ করে এবং একটি অবশিষ্ট গ্যাস বিশ্লেষক (RGA) ব্যবহার করে যাচাই করা হয়। একটি সফল বেক-আউট সিস্টেমের স্পেসিফিকেশনে বেস চাপ আনতে হবে (যেমন, 10⁻⁹ mbar) হাইড্রোজেন, হিলিয়াম এবং ট্রেস লেভেলে জল ছাড়া কোন উল্লেখযোগ্য শিখর নেই।

আউটগ্যাসিং প্রতিরোধের জন্য অতিরিক্ত অনুশীলন

উপাদান নির্বাচন- শুধুমাত্র কম-আউটগ্যাসিং উপকরণ ব্যবহার করা হয়। বৈদ্যুতিক নিরোধকের জন্য, সিরামিক পুঁতি বা অ্যালুমিনা সিরামিক যে কোনও প্লাস্টিকের নিরোধক প্রতিস্থাপন করে। যদি পলিমার ইনসুলেটরগুলি অনিবার্য হয়, তবে ভ্যাকুয়াম-বেকড পলিমাইড (ক্যাপটন) বা PTFE প্রি-বেক করার পরে অল্প পরিমাণে ব্যবহার করা যেতে পারে।

সারফেস ফিনিস- একটি মসৃণ পৃষ্ঠ ফিনিস (Ra কম বা 0.8 μm এর সমান) পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলকে হ্রাস করে যা শোষণ করা গ্যাস ধারণ করতে পারে। স্টেইনলেস স্টিলের ইলেক্ট্রোপলিশিং আরও আউটগ্যাসিং কমায়।

ছিদ্রযুক্ত আবরণ এড়িয়ে চলুন- অ্যানোডাইজড অ্যালুমিনিয়াম, অক্সাইড স্কেল বা আঁকা পৃষ্ঠ ব্যবহার করা হয় না। যদি নির্গমনের জন্য একটি কালো আবরণ প্রয়োজন হয়, একটি পাতলা ভ্যাকুয়াম-সামঞ্জস্যপূর্ণ আবরণ যেমন Pyromark® (সম্পূর্ণ নিরাময় এবং বেক-আউটের পরে) গ্রহণযোগ্য।

কোন আঠালো বা টেপ- ভ্যাকুয়ামের ভিতরে কোন পলিমাইড টেপ, ইপোক্সি বা অন্যান্য আঠালো ব্যবহার করা হয় না। সমস্ত সংযোগ যান্ত্রিক (ক্ল্যাম্পড, স্ক্রুড, ওয়েল্ডেড) বা ভ্যাকুয়াম-ব্রেজ অ্যালয় দিয়ে ব্রেজ করা হয়।

সমাবেশের পরে যাচাইকরণ

হিটিং প্লেট একত্রিত, পরিষ্কার এবং বেক করার পরে, একটি ফুটো চেক এবং আউটগ্যাসিং পরীক্ষা করা হয়। একত্রিত প্লেট একটি পরীক্ষার ভ্যাকুয়াম চেম্বারে ইনস্টল করা হয়। চেম্বারটি পছন্দসই বেস চাপে পাম্প করা হয় এবং চাপ বৃদ্ধির হার (পাম্প ভালভড বন্ধ করে) পরিমাপ করা হয়। কম বৃদ্ধির হার (যেমন, <1 mbar·L/s প্রতি বর্গমিটার পৃষ্ঠ) ভার্চুয়াল লিক এবং আউটগ্যাসিং এর সফল প্রতিরোধ নির্দেশ করে। সমস্ত সীল, ঢালাই এবং ফিডথ্রুতে হিলিয়াম স্প্রে টেস্টিং নিশ্চিত করে যে কোনও আসল লিক নেই।

সারাংশ

সূক্ষ্ম যান্ত্রিক নকশা এবং কঠোর পরিচ্ছন্নতা ভ্যাকুয়াম কর্মক্ষমতা হ্রাস করে আউটগ্যাসিংয়ের অদৃশ্য উত্সগুলিকে নির্মূল করে। ভার্চুয়াল ফাঁস রোধ করা হয় ভেন্টেড স্ক্রু ব্যবহার করে, সঙ্গমের উপরিভাগে ভেন্টের খাঁজ তৈরি করে, অন্ধ ছিদ্রকে থ্রু-হোলে রূপান্তর করে এবং পূর্ণ-অনুপ্রবেশ ঢালাই নিশ্চিত করে। হাইড্রোকার্বন দূষণ অতিস্বনক পরিষ্কার, দ্রাবক ডিগ্রীজিং এবং অ্যাসিড প্যাসিভেশনের মাধ্যমে সরানো হয়। 150-250 ডিগ্রীতে ভ্যাকুয়ামের অধীনে একটি নিয়ন্ত্রিত বেক-আউট কমিশন করার আগে শোষিত গ্যাসগুলি বন্ধ করে দেয়। পরিচ্ছন্নতা এবং যান্ত্রিক বিবরণের প্রতি মনোযোগ উচ্চ-ভ্যাকুয়াম সরঞ্জামের গুণমানকে সংজ্ঞায়িত করে। এই নীতিগুলি প্রয়োগ করে, ইঞ্জিনিয়াররা পারেনভার্চুয়াল লিক ভ্যাকুয়াম হিটিং প্লেটের আউটগ্যাসিং প্রতিরোধ করুনঅ্যাসেম্বলি, পাতলা-ফিল্ম জমা, পৃষ্ঠ বিশ্লেষণ, বা স্থান সিমুলেশন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য নির্ভরযোগ্য, কম চাপ অপারেশন অর্জন। ফলাফল হল একটি হিটিং প্লেট যা ভ্যাকুয়াম পরিবেশের সাথে আপস না করে অভিন্ন তাপ সরবরাহ করে।