GLASILO DRUŠTVA ZA VAKUUMSKO TEHNIKO SLOVENIJE LJUBLJANA, FEB. 91 ŠT. 22- 1991/1 a C b d m % * ISSN 0351-9716 VSEBINA □ Pismo bralcem □ Nasveti □ Metode za analizo površin □ Eksperimentalna naprava za VF obdelavo kovin v vakuumu in zaščitni atmosferi □ Tankoplastni temperaturni senzorji □ Novice DVT Slovenije □ Obvestila □ Nekatere novosti proizvajalcev vakuumske opreme 0 Grafični simboli v vakuumski tehnologiji po DIN 28401 standardu Slika (a) na naslovni strani prikazuje polirano površino superprevodne keramike Bi2Pbo.5Sr2Ca2.5Cu3.5Ox (posnetek je bil narejen z vrstičnim elektronskim mikroskopom), medtem ko slike (b), (c) in (d) prikazujejo porazdelitev bakra, kalcija in kisika, ki je kot vidimo zelo neenakomerna. Posnetki (b), (c) in (d) so bili narejeni z vrstičnim spektrometrom Augerjevih elektronov z veliko lateralno ločljivostjo (iz članka v reviji Su-percon. Sei. Technol. 3 (1990) 409-413, avtorji: A. Zalar, E. W. Seibt, M. Hrovat in S. Bernik). □ VAKUUMIST □ Izdaja Druitvo za vakuumsko tehniko Slovenije □ Glavni in odgovorni urednik: Peter Panjan o Uredniški odbor: Andrej Banovec, Andrej Demšar, dr, Jože Gasperič (urednik za področje vakuumske tehnike in sistemov), df. Monika Jenko (urednica za področje vakuumske metalurgije), Vinko Nemanič, Andrej Pregelj, dr, Vasilij Freiem, mag. Bojan Po-Jh, Borut Stariha in dr. Anton Zalar □ Jezikovni pregled: dr. Jože Gasperič D Naslov: Uredništvo Vakuumista, Društvo za vakuumsko tehniko Slovenije, Teslova 30, 61000 Ljubljana, tel, (061)267-341 D Po mnenju republiškega komiteja za kulturo RS št, 4210-149/81 z dne 9/9-1981 je publikacija oproščena plačila davka od prometa proizvodov. □ Ilustracije: Samo Kralj □ Oblikovanje besedila: Jana Strušnik □ Tisk: Biro M, Žibertova 1, Ljubljana □ Naklada 500 izvodov PISMO BRALCEM Drage bralke in bralci! Letos, septembra bo Vakuumist praznoval deseto obletnico izhajanja. Za strokovno glasilo, ki ga izdaja Društvo za vakuumsko tehniko Slovenije za razmeroma majhen krog bralcev in brez finančne družbene podpore, je to vsekakor uspeh. Ta ne bi bil mogoč brez zanosa nekaterih članov društva in tistih, ki so sodelovali pri pripravi prispevkov. Dosedanjih deset letnikov v veliki meri odslikava stanje vakuumskih tehnologij in znanj v Sloveniji, V Vakuumistu je bilo doslej objavljenih nad petdeset strokovnih prispevkov, največ s področja vakuumskih tehnologij, tankih plasti in vakuumske metalurgije. Prepričani smo, da s strokovnimi prispevki, ki jih objavljamo, pomagamo pri dvigovanju strokovnega znanja na tem področju. Izobraževalna vloga Vakuumista je toliko pomembnejša, ker pri nas nimamo institucionaliziranega vakuumskega izobraževanja. Z objavljanjem obvestil o delu Društva za vakuumsko tehniko Slovenije (DVTS), Zveze društev za vakuumsko tehniko Jugoslavije (JUVAK) in mednarodne vakuumske organizacije (lUVSTA) pa skrbimo za obveščenost in povezovanje naših članov. Na zadnjem občnem zboru DVT Slovenije sem bil imenovan za novega glavnega urednika Vakuumista. Na tem mestu sem nasledil Andreja Pregelja, ki je postal predsednik DVT Slovenije, Na sestanku novega izvršnega odbora društva je bil imenovan tudi nov uredniški odbor, ki bo organiziran nekoliko drugače kot doslej. Odločili smo se za imenovanje urednikov za posamezna tematska področja. Tako bo dr. Jože Gasperič {Institut "Jožef Stefan", US) urejal prispevke s področja vakuumske tehnike in sistemov, dr. Monika Jenko (Metalurški inštitut, Ml) s področja vakuumske metalurgije in Peter Panjan (US) s področja tankih plasti, V uredniškem odboru so poleg omenjenih še Andrej Banovec (Inštitut za elektroniko in vakuumsko tehniko, lEVT), Andrej Demšar (Iskra, Center za elektro-optiko), Vinko Nemanič (lEVT), Andrej Pregelj (lEVT), dr. Vasilij Prešern (Ml), mag. Bojan Povh (lEVT), Borut Stariha (lEVT) in dr. Anton Zalar (lEVT). Odločili smo se tudi, da bomo nekoliko spremenili vsebinsko zasnovo Vakuumista, Na predlog dr. Jožeta Gasperiča uvajamo že v tej številki glasila rubriko "Nasveti". V njej bomo objavljal? vprašanja bralcev, ki so v zvezi z zelo konkretnimi težavami, s katerimi se srečujete v praksi pa tudi druga strokovna vprašanja. Odgovarjali bodo strokovnjaki s posameznih področij- Upamo, da bomo na tak način vzpostavili primeren in koristen način komuniciranja med kolegi iz industrije in raziskovalci. Vprašanja pošiljajte na naslov: Peter Panjan, Institut "Jožef Stefan", Jamova 39, 61111 Ljubljana (telefax 061/219-385), ali na naslov Društva za vakuumsko tehniko Slovenije, Teslova 30, 61111 Ljubljana (telefax 061/263-098). S posebnim veseljem bomo objavljali prispevke kolegov iz industrije s področja uporabe vakuumske tehnike v proizvodnih procesih. Ugotavljamo namreč, da je prav tu medsebojna obveščenost zelo slaba, kar je, če drugega ne. v posmeh informacijski dobi, v kateri živimo. Tudi v bodoče bomo poskrbeli za čim večje število objav preglednih strokovnih prispevkov, ? katerimi vas bomo seznanjali z najnovejšimi znanstevnimi dosežki na področju vakuumistike v svetu in pri nas. Zlasti pa si bomo prizadevali, da bi predstavili razne analitske tehnike in postopke obdelave materialov, ki jih uporabljamo v raziskovalnih laboratorijih domačih institutov in v raziskovalnih enotah nekaterih naših tovarn. Vse proizvajalce različnih vakuumskih komponent in naprav vljudno vabimo, da v našem glasilu (redno) objavljate reklame za svoje izdelke. Prepričani smo, da bo objavljanje reklam v obojestransko korist. Za dolgoletno uspešno in požrtvovalno delo pri izdajanju glasila se dosedanjemu uredniku Vakuumista Andreju Preglju in članom uredniškega odbora v imenu članov DVTS in v lastnem Imenu najlepše zahvaljujem. Pred vami je prva številka Vakuumista na pragu drugega desetletja. Srečno! Peter Panjan NASVETI Novi urednik Vakuumista me že dalj časa nagovarja, da bi za bralce napisal nekaj strokovnega, uporabnega. Celo naslov oz. temo mi je predložil v razmišljanje. Prijel sem že za svinčnik, da bi začel pisati, pa sem ga nekajkrat odložil, dokler nisem našel tisto "ta pravo" temo, ki naj bi zganila večino bralcev in tudi njih pripravila k dejavnemu sodelovanju. Dolga leta - več kot trideset jih je - ugotavljam, da so bili in so "tehnični" ljudje prisiljeni postati konstruktorji vakuumskih naprav. Pri svoji stroki, ki ni vedno le lehnična, ampak je lahko tudi medicinska, farmacevtska, biološka, arheološka ali druga, so morali začeti uporabljati vakuum za dosego ciljev. Bili so brez temeljnega znanja, saj ga tudi nikjer niso mogli dobiti. Vakuumsko tehniko namreč nikjer ne poučujejo, razen na občasnih osnovnih tečajih, ki jih prireja naše društvo. Maloštevilni vakuumski strokovnjaki pri nas niso tako splošno poznani in pri roki, da bi jih ljudje lahko hitro našli in jih prosili za nasvet. Zatekajo se, kamorkoli vedo in znajo, pa čepr§.v k vodovodnim instalaterjem, elektrikarjem vseh vrst ali k "taužentkinst-lerjem", ki pač znajo vse, tudi o vakuumu. Žal je to kruta resnica, ki jo spoznate iz njihovega pripovedovanja o trnjevi poti do "odrešenja". Njihove naprave, ki so jih zgradile nevešče roke, so podobne sračjemu gnezdu, za silo pa celo nekoliko delujejo. Po zemlji naši je še vedno ničkoliko delujočih, že zdavnaj amor-tiziranih vakuumskih naprav, ki "morajo" delovati, kajti za nove, sodobne ni nikoli denarja. Pravi strokovnjak, uporabnik vakuuma, ki se čuti odgovornega za svojo stroko, iskreno sprejema nasvet in pomoč vakuumista, saj ga v pogovoru ni sram priznati, da se na vakuum ne spozna, da pa je po čistem naključju in s pomočjo znancev le našel nekoga, ki bi mu lahko strokovno svetoval in pomagal. Ta uvod nisem začel pisati zato, da bi zlil svoj žolč na vodstva institucij, katerih poslanstvo je bilo in je še vedno širiti vakuumsko znanost in tehniko, niti kritizirati delo vakuumskih društev, ki so životarila pod pezo nerazumevanja in bolj ilegalno kot legalno poskušala kaj dobrega storiti, opirajoč se na nekaj "nepoboljšljivih" zagnancev. Z urednikom sva sklenila, da poskusiva z novo rubriko "NASVETI", v kateri bi vakuumski strokovnjaki odgovarjali na vprašanja bralcev, uporabnikov vakuuma. Pri tem ne morem mimo tega, da ne bi ponovil tistega, kar vedno pravim na svojih predavanjih, in sicer, da v tako "odmaknjeni" stroki ni neumnega vprašanja in naj se zato poslušalci ne sramujejo vprašati karkoli s tega tematskega področja. Zato tudi vas, dragi bralci, spodbujam, da vprašate po tistem, kar vas žuli ali pa vas le zanima, ali pa morda smatrate, da bi bilo potrebno seznaniti širši krog bralcev. Če ne želite biti imenovani, se lahko podpišete s šifro. Tisti strokovnjaki, ki bodo pripravili odgovore, pa bodo podpisani, da boste lahko z njimi nadaljevali razgovor, če tio potrebno. Za začetek te rubrike si bom "izmislil" vprašanje, ki sem ga izluščil iz številnih pogovorov z uporabniki: Kako začnemo načrtovati vakuumsko napravo? Kakšne osnovne podatke potrebuje tisti, ki jo bo konstruiral? Vakuumsko napravo potrebuje bodoči uporabnik zato, da bi uspešno izpeljal tehnološki postopek in s tem dosegel svoj cilj (npr.nov ali izboljšan izdelek, novo snov itd). Potrebno je torej, da resnično zaupa vakuumskemu strokovnjaku vse podatke, ki vplivajo na velikost naprave ter na izbiro črpalk. Tak pogovor začnemo najprej o tehnološkem postopku, ki je lahko v principu že poznan, potrebno bi ga bilo le prilagoditi uporabnikovim željam oz. njegovim možnostim. Konstruktor mora iz tega vsaj približno oceniti, kolikšno prostornino V (npr.v litrih) naj bi imela vakuumska posoda (komora, recipient) in pri kolikšnem tlaku* p naj bi se postopek odvijal. Pri slednjem bodoči uporabniki navadno pretiravajo. Navajajo do stokrat nižji tlak, kot ga bodo dejansko potrebovali, za vsak primer, seveda. Ko pa zvedo, da bi bila cena take naprave nekajkrat višja, pristanejo na realne zahteve. Ko smo torej približno določili prostornino vakuumske posode in delovni tlak, pri katerem naj bi se vse dogajalo, moramo določiti tudi čas t, v katerem želimo izčrpati posodo od atmosferskega tlaka do izbranega, delovnega tlaka p. "Čas je zlato", pravi pregovor. Rekel bi, da že pretiravamo s krajšanjem časa t, kar zahteva črpalke z veliko kapaciteto oz. efektivno črpalno hitrostjo Sef (v m^/h oz l/s). Za področje grobega vakuuma (1000 do 1 mbar) lahko uporabimo naslednji obrazec za izračun efektivne črpal ne hitrosti SeC Preprost zgled: V == 2001, p =» 1 mbar, t = 2 min ( = 120 s); iščemo Sef. Po zgornji formuli je: = 1.66x2.3x3 = = 11.5 i/s «41 mVh Ustrezno črpalko bomo izbrali iz kataloga priznanega proizvajalca. V našem primeru se bomo odločili za enostopenjsko rotacijsko črpalko. Upoštevati moramo, da se njena nominalna hitrost S (to je črpalna hitrost, ki jo ima črpalka pri atmosferskem tlaku) od tlaka 10 mbar navzdol manjša in je enaka nič pri tki. končnem tlaku (okoli 1x10 mbar). Če hočemo torej * Besedo vakuum uoorabljamo le ra sploSno, pogovorno, strokovno oa govo'11'io o tlaku, ki je sila na enoto površine, in ne o "pciiisku", ki je le sila 07. tefa. izčrpati 200-litrsko posodo v 2 minutah od atmosferskega tlaka do 1 mbar, moramo vzeti črpalko z večjo nominalno črpalno hitrostjo S, kot je izračunana, potrebna Sef- Vzeli bomo "najbližjo" enostopenjsko rotacijsko črpalko, ki je v katalogu izbranega proizvajalca in ima npr. nominalno črpalno hitrost S = 60m^/h (pri 1000 mbar). znano, da je pretok zraka v tki. viskoznem področju (približno 1000 mbar do 1 mbar) odvisen poleg tlaka še od četrte potence premera (d**) in linearno od dolžine cevi. Praktično to pomeni: če zmanjšamo notranji premer povezovalne cevi, ali katerega koli dela, ki je med črpalko in vakuumsko posodo, na polovico, se pretok oz. efektivna črpalna hitrost H Do tu gre ponavadi vse lepo. Imamo glavne podatke: prostornino vakuumske posode V, delovni tlak p, čas črpanja t ter Sef oz. nominalno črpalno hitrost S. Med črpalko in vakuumsko posodo je potrebna vezna cev, pa še kakšen ventil povrhu. Prav pri izbiri teh elementov pa naredijo nepoučeni "konstruktorji" najhujše napake. Povezovalno cev (npr. gumijasto) vzamejo kar tisto, ki jo imajo pri roki, v laboratoriju (oz. jo najdemo v skladišču oz. trgovini), ki pa je skoraj že praviloma mnogo manjšega notranjega premera, kot je sesalna odprtina črpalke. Kaj nam sploh še pomeni primerno izbrana oz. izračunana kapaciteta črpalke Sef, ko pa bo izkoriščena le nekaj odstotno! Dejanski čas črpanja se bo podaljšal desetkrat ali več. Zaradi "končka" preozke cevi smo zapravili vse, kar smo vložili v nabavo večje, "hitrejše" črpalke, škodo pa si delamo še sproti, vsak dan, z manjšo količino izdelkov zaradi daljšega časa črpanja. Pravilo, ki si ga z lahkoto zapomnimo, je: odprtina povezovalne cevi naj ima vsaj enak premer, kot je odprtina sesalne cevi črpalke. Povezovalna cev, ki se med črpanjem ne sme deformirati (sploščiti), naj bo tudi čim krajša. Iz teorije pretakanja plinov skozi cev je zmanjša za 16-krat. Če podaljšamo cev, tako da je dolžina dvakrat večja, pa je zmanjšanje le dvakratno. Zapomniti pa si je treba tudi, da najožji del v povezovalnem vodu odloča o ceiotni prevodnosti, torej o efektivni črpalni hitrosti oz. o času črpanja. Temu pravilu primerno naj bodo izbrani tudi ventili, ki jih vstavljamo med črpalko in komoro, čeprav nam v vsakem primeru (ko so popolnoma odprti, seveda) lahko zmanjšajo efektivno črpalno hitrost do 50 %. Čas črpanja je v takem primeru še enkrat daljši, kot smo ga izbrali za izračun. Dragi bralci! Poglejte nekoliko vaše (ali, prizanesljivo, sosedove) črpalne naprave in takoj boste ugotovili, kaj je konstrukcijsko narobnega. Še vedno je čas, da stvar popravite. Še ena "past" se pri tem skriva: puščanje oz. netesnosti spojev in sistema ter odplinjevanje (degazacija). O tem bo beseda kasneje. dr. Jože Gasperič, Institut "Jožef Stefan", Jamova 39, 61111 Ljubljana METODE ZA ANALIZO POVRŠIN dr. Anton Zaiar, c/o Inštitut za elektroniko in vakuumsko tehniko, Teslova 30, 61111 Ljubljana Razvoj metod za analizo površin je bil dolgotrajen in povezan z mnogimi odkritji in izumi ob koncu devetnajstega in v prvih dveh tretjinah dvajsetega stoletja. Pa vendar so vse poznane približne rojstne letnice povezane z rešitvijo tehničnih problemov, ki so preprečevali njihovo poprejšnjo uporabo. Z razvojem vakuumskih črpalk in kovinskih vakuumskih sistemov, ki omogočajo ultra visoki vakuum p <10'^ Pa ter merilnih sistemov za detekcijo elektronov in ionov, je bila omogočena splošna uporaba teh metod. Spektroskopija Augerjevih (izg. ože-jevih) elektronov (AES) in spektroskopija foloelektronov, ki jih vzbudimo z rentgenskimi žarki (XPS) (prvotno so jo imenovali kemijska analiza s spektroskopijo elektronov • ESCA), sta se začeli širše uporabljati leta 1969. masna spektromelrija sekundarnih ionov (SIMS) in spektrometrija sipanih ionov (188) pa nekaj let pozneje, po letu 1973. Število publikacij s področja znanosti površin, ki jih je bilo leta 1969 okrog trideset, je v naslednjih letih eksponentno naraščalo in v zadnjih letih doseglo število okrog 5000 publikacij na leto. Danes navajajo okrog 80 metod za karakterizacijo površin trdnih snovi, tekočih površin in adsorbiranih plinskih molekul, vendar so nekatere od teh samo izpeljanke osnovnih metod. Tako je na primer metoda HRAES pravzaprav metoda AES z izjemno majhnim premerom vzbujevalnega elektronskega curka (pod 1^un), kar zagotavlja veliko lateralno ločljivost (HR = High Resolution), ali pa metoda ARXPS, ki označuje analizo vzorcev z metodo XPS pri različnih emisijskih kotih fotoelektronov, ki jih določa nagibni kot vzorca proti analizatorju (AR = Angle Resolved). Vsled navedenega bomo vtem delu podrobneje obravnavali le metode AES. XPS, SIMS in ISS, ki se danes najpogosteje uporabljajo. Vsem metodam je skupno, da je za njihovo delovanje potreben ultra visoki vakuum. Glede na srednjo prosto pot elektronov v plinih, bi analizator elektronov deloval že v vakuumu boljšem od 10'^ Pa. Vedeti pa moramo, da se pri koeficientu lepljenja okrog ena in pri tlaku 10"* Pa na trdni površini adsorbira plast plinskih molekul že v eni sekundi. Za preprečitev večje adsorpcije reaktivnih plinov, kot so O2, CO, H2O in CxHy, se zato zahteva tlak pod 10'^ Pa, medtem ko je za inertne pline lahko tlak nekaj velikostnih redov večji, ker na površinah ne pride do kemijske adsorpcije. Vzorci, prineseni v vakuumski sistem iz okolice z zračno atmosfero, so vedno prekriti s kontaminacijsko plastjo, pretežno z oksidi, ki so relativno stabilni pri sobni temperaturi. Zato so metode za analizo površin skoraj vedno kombinirane z ionskim jedkanjem kot dodatnim postopkom pri metodah AES in XP8 ali pa kot neizogibni del analiznega postopka pri metodah SIMS in ISS. Poseben primer mikroanalize je profilna analiza, s katero vzorec analiziramo v smeri pravokotno na njegovo površino. Med profilno analizo vzorec obstreljujemo s curkom ionov žlahtnega plina ponavadi z energijo v mejah od 1 keV do 5 keV. ioni, ki udarjajo na površino vzorca, odpršujejo atome, ki so prejeli zadostno energijo, na novo nastalo površino pa analiziramo z eno od metod za analizo površin. Spektroskopija Augerjevih elektronov (AES) Med obstreljevanjem preiskovanega vzorca z elektroni zadosti velike energije, ponavadi od 1 keV do 10 keV. le-ti prodirajo do globine okrog 1 p/n in ionizirajo atome. Pri tem z Augerjevim prehodom nastajajo sekundarni elektroni s kvantizirano energijo, značilno za vsak element (sl.i). Trdno površino (lahko tudi tekočo) zapustijo le Augerjevi elektroni iz zgornjih E. P Augerjev elektron L2^3 ali 2p ali 2 s - ~ K olf Is AES Foton (h» ) L2JQ(' 2P L; ali 25 i Fotoelektron K ali J s XPS Slika 1: Stiema nastanka Augerjevega elektrona (AES) z energijo EkLi 1-2,3, ki nastane po obstreljevanju atoma s primarnim elektronskim curkom 2 energijo £p In fotoelektrona (XPS), ki nastane z v/l 'ijjanifTt afoma s fotoni z energijo h. v. nekaj atomskih plasti, kar je določeno 2 izstopno globino elektronov, ki jim nato merimo kinetično energijo. Kinetična energija «emitiranega Augerjevega elektrona EkLi Lj,3 pri prehodu iz eleKtronskih obel K, Li in L2,3 je enaka: Ekl, L2,3 = EK - EL, - EL2,3 - A E /1/ Pri tem je AE korektura zaradi dvakrat ioniziranega atoma, pri meritvi kinetične energije pa je potrebno upoštevati še izstopno delo materiala analizatorja. Optimalna analizna globina se v poprečju ocenjuje na tri atomske plasti, najboljša lateralna ločljivost pri najnovejših napravah pa je ocenjena na 5 nm. Z metodo AES lahko detektiramo vse elemente razen H in He, mejna občutljivost pa je okrog 0,1 at %. Poleg elementne sestave je mogoče pridobiti tudi nekatere kemične informacije in že iz spektrov Augerjevih elektronov lahko razlikujemo med nekaterimi čistimi elementi in njihovimi oksidi, karbidi in nitridi. Z metodo AES je mogoča kvantitativna točkovna in profilna analiza, z vrstično Augerjevo mikroanalizo (SAM) pa je mogoča izdelava slik sestave površine in linijska analiza, ki dajeta kvalitativno oceno sestave površine. Na si. 2 in si. 3 sta prikazana spektra Augerjevih elektronov, dobljena z analizo površine jekla in vzorca WOO Energijo elektronov (eV) Slika 2: Spekter Augerjevih elektronov, ki nam pove da je površina CrNi jekla oksidirana, na njej pa sta v manjši koncentraciji še S in C. Spekter kaže tudi na prisotnost Ar, ki ga uporabljamo za ionsko jedkanje vzorca, in je na površinah adsorbiran ali pa implantiran. SiOs. Metoda AES je pogosto kombinirana z drugimi preiskovalnimi metodami. Najnovejši instrumenti z vzbujevainim elektronskim curkom, premera pod 1 pKi, omogočajo poleg AES preiskav tudi zelo kvalitetne posnetke, enakovredne onim, izdelanim v elektronskih mikroskopih. Že v svojih začetkih so za meritev kinetične energije elektronov uporabljali LEED mrežno optiko in še danes se ta metoda uporablja v kombinaciji z AES preiskavami. Uklon nizkoenergijskih elektronov (LEED) sicer uporabljamo za ugotavljanje geometrijske razporeditve atomov na površini trdne 1 ir Si 1800 Energijo elektronov (eV) Slika 3: Spekter Augerjevih elektronov kaže. da je površina S/O2 kontaminirana z ogljikom. snovi. V premožnejših laboratorijih so na istem vakuumskem sistemu kombinirane metode AES in XPS ali AES in SIMS, včasih pa tudi AES in spektroskopija fotoelektronov, vzbujenih z ultra-violično svetlobo (UPS), ki daje informacije o strukturi valenčnih elektronov. V Jugoslaviji imamo tri laboratorije za analizo površin. Že od leta 1977 je na lEVT instaliran vrstični elektronski mikroanalizator firme Physical Electronics, nekaj let kasneje pa so na Inštitutu za elektrokemijo v Beogradu opremili svoj laboratorij 2 Riber-jevim sistemom, ki omogoča kombinacijo treh metod AES, XPS in LEED, na inštitutu za fiziko v Zagrebu pa imajo eksperimentalni sistem firme Vacuum Service (GB) z metodami AES, XPS in UPS. Spektroskopija fotoelektronov, vzbujenih z rentgenskimi žarki (XPS = ESCA) Pri tej metodi, ki je prvenstveno namenjena za ugotavljanje kemijskega stanja elementov, uporabljamo za vzbujanje monoenergijski curek rentgenskih žarkov AlK« z h.v = 1486,6 eV ali MgK„ z h.u = = 1253,6 eV, detektiramo pa fotoelektrone in Augerjeve elektrone (si. 1). Kinetična energija fotoelektronov je podana z izrazom 121: Ekin = h- v - Ev - A /2/ Z izbiro rentgenskega izvira je energija fotonov h.u določena, 4>a je izstopno delo materiala analizatorja in po meritvi kinetične energije fotoelektronov lahko izračunamo vezavno (ionizacijsko) energijo fotoelektronov Ev. Verjetnost, da bo fotoelektron zapustil vzorec brez izgube energije, se zmanjšuje eksponentno z globino, iz katere izhaja. Srednja prosta pot fotoelektronov je tako kot pri AES odvisna od njihove energije in vrste atomov ter leži med 0,4 do 3,0 nm, v poprečju pa računamo, da analiziramo naenkrat približno tri atomske plasti. Do sedaj je najboljša dosežena lateralna ločljivost reda velikosti 5 jjjn, sicer pa je velikost analizne površine za različne instrumente od nekaj 100 lajn do nekaj mm^. Zaradi večje analizne površine je globinska ločljivost XPS profiine analize precej slabša kot pri AES profiini analizi, s katero do>Hgamo na vzorcih z gladko površino red velikosti nekaj deset nm. V XPS spektrih je na abscisno os nanesena vezavna energija, na ordinato pa intenziteta posameznih linij, ki so označene z energijskimi nivoji, iz katerih izvirajo fo-toelektroni (si. 4). Oznaka je sestavljena iz simbola kemijskega elementa, glavnega kvantnega števila elektrona n (1,2,3,4.,.), tirnega kvantnega števila I (s,p,d,f) in vsote tirnega kvantnega števila ter spinskega kvantnega števila (j = I ±1/2). Na primer, oznaka foto-eiektronov, ki povzročata v XPS spektru zlata dublet. je Au 4d3/2, 4d5/2. Vezavna energija elektronov v atomih, ki so v kemijski spojini, se spremeni v primerjavi z vezavno energijo atomov čistih elementov, zato lahko iz premikov linij (pikov) v spektrih, ki so navadno v mejah nekaj desetink eV do nekaj eV, ugotavljamo, v kakšni kemijski spojini se elementi nahajajo (si. 4). Lahko analiziramo vse elemente razen H in He, mejna občutljivost pa je okrog 0,1 at %. O ■«W N C 970 S6Ö 950 540 930 VzzQWfiQ energijo (eV) Slika 4: Prednost metode XPS je v njeni zmožnosti prepoznavanja oksidativnega stanja elementov. V tem primeru je prikazana razlika v obliki In legi konic bakra Cu2pM2 in Cu2p3/z ko se la nahaja v treh različnih kemijskih stanjih, kot Cu. CuO in CuSOa (C.D.Wagner et al: Handbook of X-Ray Photoelectron Spectroscopy, Perkin-Elmer, Physical Electronics Division, Eden Prairie, 1979). Omogočeni sta kvalitativna in kvantitativna analiza, v kombinaciji z ionskim jedkanjem vzorca pa tudi XPS profilna analiza. Metodo stalno Izboljšujejo, v zadnjem času pa že poročajo o fotoemlsijskem mikroskopu z lateralno ločljivostjo 2 um In visoko energijsko ločljivostjo 0,25 eV. Kot je bilo že povedano v poglavju o metodi AES. imamo v Jugoslaviji dva instrumenta, ki omogočata XPS preiskave v Zagrebu in Beogradu, ki pa analizirata razmeroma veliko površino, reda velikosti nekaj mm^. Masna spektrometrija sekundarnih ionov (SIMS) Pri metodi SIMS niso vzbujevalni delci tako natančno definirani kot pri metodah AES in XPS. V odvisnosti od namena raziskave uporabljamo za vzbujevalne delce Ione, ki imajo energijo v področju od 1 keV do 20 keV, uporabljamo pa lahko ione inertnih plinov, npr. Ar"*" ali reaktivnih ionov kisika ali dušika, lahko pa tudi kovinske ione galija, indija, cezija ali druge. Ionsko obstreljevanje trdne površine povzroči odprševanje delcev, ki to površino sestavljajo, In to v obliki nevtralnih atomov in pozitivnih ter negativnih ionov, ki so lahko tudi v obliki različnih skupkov (clusters) z večkratnim nabojem. Sekundarne ione vodimo v masni spektrometer, ki jih razvrsti v odvisnosti razmerja mase in električnega naboja (M/e), na ordinato spektra SIMS pa je nanesena intenziteta oz. št. impulzov (si.5 a,b). Danes je razvitih več vrst masnih spektrometrov in se razen kvadrupolnega uporabljajo še magnetni in z velikim uspehom tudi spektrometri, ki delujejo po principu časa preleta ionov. Lahko analiziramo vse elemente in tudi izotope, mejna občutljivost pa je okrog 1 ppm in za nekatere elemente celo do 1 ppb. Kvantitativna analiza je precej bolj zahtevna kot pri AES in XPS metodah. SIMS profilna analiza je mogoča, ločiti pa moramo dva različna postopka, in sicer statični in dinamični SIMS. Pri statičnem SIMS-u uporabljamo nizko gostoto primarnih ionov <10'®A/cm^ oziroma <10^° lonov/cm^s, s čimer odstranjujemo iz površine le manjši del vzorca. Pogosteje uporabljen in za profilno analizo bolj primeren je dinamični SIMS, pri katerem uporabljamo gostoto ionov do 10"® A/crrr. oziroma 10 Ionov/cm^, s čimer dosežemo hitrost ionskega jedkanja reda velikosti nm/s. Statični SIMS je bolj primeren za pridobivanje kemičnih Informacij o vzorcu. Najboljšo lateralno ločljivost za statični SIMS navajajo 1 jim in za dinamični 20-50 ^m, medtem ko starejše naprave analizirajo površine reda velikosti okrog 1 mm^. Statični SIMS analizira naenkrat vrhnji 2 atomski plasti in dinamični 10 atomskih plasti. Zaradi velikega deleža nevtralnih delcev je s klasično SIMS metodo težko izvajati kvantitativno analizo, zato je bila razvita masna spektroskopija nevtralnih sekundarnih delcev (SNMS), pri kateri se nevtralni delci nad analizirano površino ionizirajo v razelektritveni plazmi in jih nato vodijo v kvadrupolni masni spektrometer kot pri metodi SIMS. Ionski mikroskopi omogočajo slike s sekundarnimi ioni, pri čemer je primarni ionski curek premera 1 jo/n, pri uporabi kovinskih ionov pa s še manjšim premerom, okrog 40 nm, s čimer je dosežena izjemna lateralna ločljivost, kar je velikega pomena pri preiskavah metalurških vzorcev s fazami majhnih dimenzij. Metodo SIMS pogosto kombinirajo z drugimi metodami, kot so SEM (vrstična elektronska mikro- skopija), EPMA (elektronska mikroanaliza), TEM/SEM (TEM = presevna elektronska mikroskopija), XPS in AES. V Jugoslaviji metode SIMS nimamo, kar je eden od pokazateljev naše razvitosti oziroma zaostajanja na tem področju za razvitimi državami (Mimogrede, avtor tega prispevka je že pred leti obiskal laboratorija v 6.0 to ^ 4.8 0 N 'S Q. 3.6 S 2.4 Ho 12 O O ^X* k L JLi Poli stiren { 'CH-CH2) I (T^ + n Cd o 30 60 90 m /50 Masa / naboj (miz) C^HxO/ Pol i stiren po izpostavi v plazmi Masa/naboj (m/e ) Slika 5 a,b: Prednost metode SIMS je, da lahko detektira izjemno majhne koncentracije elementov, daje kemijske informacije in analizira tudi organske materiale. Spekter (a) kaže rezultate analize površine polistirena s statično metodo SIMS. Po izpostavi polistirena plazmi kisika, ki izboljša omočijivost in adhezijo nekaterih nanosov, analiza s statičnim SIMS-om jasno pokaže spremenjeno sestavo površine (b). (J.G.Newman, Polymer Surface Characterization and Problem Solving Using Static SIMS, PHI Interface, Vol. 10, No 5. 1988, 6). Budimpešti in Bratisiavi, opremljena s spektrometroma SiMS). Glede na to, da je prednost metode SiMS, da lahko analizira izjemno majhne koncentracije elementov, jo zelo pogosto uporabljajo v mikroelektroniki za določanje koncentracijskih profilov dopantov. Te možnosti do sedaj jugoslovanski mikroelektroniki v svojih laboratorijih seveda niso imeli, in tudi zato žalosten konec naših večjih mikroelektronskih firm ni slučajen. Spektrometrija sipanih ionov (ISS) Spektrometrija sipanih Ionov (ion Scattering Spectrometry, ISS), včasih imenovana tudi spektrometrija ionov 2 nizko energijo (Low Energy Ion Scattering Spectrometry, LElS), temelji na elastičnem slpanju vpadnih primarnih ionov. Njihova relativna Izguba energije je odvisna od kota sipanja in od razlike med maso primarnih ionov (Mi) in maso atomov tarče-vzorca (Mz). Za vpadne ione z energijo Eo lahko pri devetdeset stopinjskem kotu sipanja Izračunamo energijo sipanih ionov (Ei) z enačbo /3/: elemente z večjo maso od He pa lahko določamo, vendar močno nelinearno zmanjšanje masne ločljivosti za večje mase omejuje prepoznavanje spektrov do mase okrog 100. Z uporabo večjih kotov sipanja in z uporabo ionov Ne in Ar pa povečamo ločljivost za večje mase, pri tem pa se zmanjša selektivnost za izotope in merimo lahko le tiste z manjšo maso. Z metodo ISS naenkrat analiziramo eno atomsko plast, pri povečanju energije primarnih ionov (>2 keV) pa tudi več plasti. Analizirana površina je velika okrog Imm^ in poleg kvalitativne analize je mogoča tudi kvantitativna, mejna občutljivost metode je okrog 1 at %. Poleg elementne sestave je včasih mogoče dobiti na monokristalih tudi podatke o geometrijskem položaju atomov na površini in o elektronski strukturi. Profilna analiza je možna, ker vzbujevalni ionski curek lahko površino istočasno tudi jedka, fvletodo ISS pogosto kombinirajo z vsemi tremi že navedenimi postopki AES, XPS in SIMS; v povezavi z masnim spektrometrom, ki meri časovni prelet delcev, pa lahko detektira tudi vodik. V Jugoslaviji naprav za spektrometrijo sipanih ionov (188) nimamo. Ei =Eo- (M2 -MI)/(M2 +Mi) /3/ V diagramih nanašamo na abscisno os razmerje E/Eo (si. 6). pri čemer so konice za dano kombinacijo ionov in atomov tarče vedno pri Isti vrednosti E/Eo, neodvisno od Eo. Enačba /3/ nam kaže, da protonov (H) ne moremo detektirati, prav tako pa tudi ne He, kadar uporabljamo ione He"^ z energijo od 0,3 do 2 keV. Vse Slika 6: Prednost metode ISS je, da analizira eno samo atomsko plast na površini vzorca. Na sliki je prikazan značilen spekter ISS, posnet na čisti površini S/Oz. Za analizo so bili uporabljeni ioni He"^ z energijo 2 keV. (L. Salvati, Analytical Applications of Ion Scattering Spectroscopy, PHI Interface, Vol. 7, No 1, 1984, 3) Primerjava metod V tabeli 1 so zbrane nekatere značilnosti metod AES, XPS, SIMS in ISS, posebej pa so tu navedene še nekatere prednosti in slabosti teh metod. Metoda AES se odlikuje po svoji razmeroma enostavni kvantitativni analizi, dobri globinski ločljivosti pri profilni analizi, slaba stran pa je nezmožnost analize izolatorjev in organskih materialov. Metoda XPS daje informacije o sestavi in kemijskem stanju elementov, mogoča je tudi analiza organskih materialov, zaradi razmeroma velike analizne površine pa sta slabša lateralna in globinska ločljivost. Metoda SIMS, ki prav tako analizira anorganske in organske materiale, se odlikuje zaradi visoke občutljivosti za detekcijo vseh elementov in tudi izotopov, zaradi matričnih vplivov pa je izjemno zahtevna in težavna kvantitativna interpretacija rezultatov. Profilna analiza z metodo SIMS je povezana z uporabo ionov z razmeroma veliko energijo do 20 keV. kar skupaj s predpisano geometrijo vpadnih ionov in razporeditvijo masnega spektrometra povzroča slabo globinsko ločljivost profilnih diagramov. Metoda ISS ima to veliko prednost, da naenkrat analizira samo eno atomsko plast in daje nekatere podatke o razporeditvi atomov. V splošnem je metoda bolj primerna za analizo vzorcev z enostavnejšo sestavo, lahki elementi pa se teže določajo. Skupna slabost teh metod pa je visoka cena instrumentov, ki jih v Jugoslaviji ne izdelujemo in smo vezani na nakupe pri tujih firmah, predvsem v ZDA, Angliji, Japonski, Franciji in Nemčiji. Naj vrednost instrumentov za analizo površin ilustriramo v duhu današnjih dni: za ceno enega tanka (4 milijone dolarjev) bi lahko kupili instrumente za vse štiri navedene metode in še bi nekaj ostalo za rezervne dele. TABELA 1: Primerjava metod za analizo povrSin: AES, XPS, SIMS, ISS. Metoda Vzbujanje Emisija Meritev Analiza št. at. plasti Najboljša lateral na ločljivost Občutljivost Ne analizira AES el. el. energ. 3 5 nm 0,1 at% H, He XPS fotoni el. energ. 3 5 jJTI 0,1 at% H, He SIMS (stat.) ioni ioni mase 2 1 ^un 0,01 at % - SIMS (dinam.) ioni ioni mase 10 20-50 jjn 1 p.p.m. - ISS ioni ioni energ. 1 1 mm 1 at% H. He Bralcem, ki jih metode za analizo površin podrobneje zanimajo, priporočam v branje naslednje knjige in pregledne članke: 1.) A.W. Czanderna (Ed.): Methods of Surface Analysis, Elsevier, Amsterdam, 1975. 2.) P.F. Kane, G.B. Larrabee (Eds.): Characterization of Solid Surfaces, Plenum Press, New York, 1974. 3.) f^. Thompson, M.D. Baker, A. Christie, J.F. Tyson: Auger Electron Spectroscopy, Wiley, New York, 1985. 4.) D. Briggs and f^.P. Seah (Eds.): Practical Surface Analysis by Auger and X-ray Photoelectron Spectroscopy, Wiley, Chichester, 1983, 1990. 5.) LC. Feldman, J.W. Mayer: Fundamentais of Surface and Thin Film Analysis, North Holand, New York, 1986. 6.) S- Hofmann: Practical Surface Analysis: State of the Art and Recent Developments in AES, XPS, ISS and SIMS, Surf. Interface Anal., 9, 3-20, 1986. 7.) F. Degreve, N.A. Thome, J.M. Lang: Metallurgical Applications of Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS). J. Mat. Science, 23 (1988), 4181-4208. 8.) H. Jahrreiss: Zur Entwicklung der Oberflächenphysik, Vakuum in der Praxis (1990), Nr.3 S, 195-201. Eksperimentalna naprava za VF obdelavo kovin v vakuumu in zaščitni atmosferi Andrej Pregelj in France Brecelj, Inštitut za elektroniko in vakuumsko tehniko, Teslova 30, 61111 Ljubljana 1. Uvod Moderne tehnologije obdelave materialov vse pogosteje temeljijo na čistih postopkih- Naprave, v katerih potekajo procesi, morajo biti zgrajene iz materialov, ki so odporni proti koroziji in povišani temperaturi. Zahteva, pred katero smo postavljeni, pa je tudi kako preprečiti oksidacijo in druge kemijske reakcije na površini obdelovanca. To še zlasti velja pri termični obdelavi kovin, kjer so reakcije na površini zelo burne. Težavam te vrste se v veliki meri izognemo, če jih pregrevamo v inertni atmosferi, ki ji po potrebi dodamo reduktivni plin. Kadar pa želimo površino obdelovanca razpliniti in iz slepih rokavov izčrpati zrak, moramo postopek obdelave opraviti v vakuumu. Med pomembnejše načine segrevanja kovin uvrščamo visokofrekvenčno (VF) tehniko. Odlikuje se z naslednjimi prednostmi: - toploto generiramo samo v otxdelovancu - koncentracija energije v obdelovancu je velika - naprava je fleksibilna - možno je lokalno segrevanje - avtomatizacija postopka je enostavna. VF segrevanje na zraku najpogosteje uporabljamo za: - lokalno kaljenje - trdo spajkanje - taljenje. če pregrevamo obdelovanec v zaščitni atmosferi ali v vakuumu, se področje uporabnosti VF segrevanja razširi na: - trdo spajkanje brez talila - razplinjevanje - taljenje in izdelavo specialnih zlitin - kaljenje - izdelavo vakuumsko tesnih spojev kovina-kera-mika, steklo-keramika in steklo-l = 25 mm). Pri plinski napeljavi so pretočni preseki med 6 in 10 mm. Pri preizkusih celotnega sistema je bil dosežen tlak 3x10'® mbar. Slika 3: Eksperimentalna naprava za VF obdelavo kovin v vakuumu in zaščitni atmosferi V napravo smo vgradili aperiodičen 25 kW VF generator (proizvajalec: GENER iz Ljubljane), ki ima gibljiv priključek za induktor. Napravo lahko uporabljamo za segrevanje v inertni atmosferi in segrevanje v vakuumu. 3. Razvoj in uporaba naprav za VF segrevanje v atmosferi brez kisika VF segrevalna tehnika se uporablja vse boij pogosto na najrazličnejših področjih. V nadaljevanju bomo opisali nekatere pomembnejše izkušnje, ki smo si jih pridobili pri eksperimentalnem delu z VF obdelavo materialov, a) Kot zaščitni plin najpogosteje uporabljamo dušik in argon, ali rahlo reduktivno mešanico dušika in vodika oz. argona in vodika (od 3 do 8 % vodika v obeh primerih). Vodik reducira morebitne okside. Mešanica s prevelikim odstotkom vodika je eksplozivna. Ogljikov dioksid in vodik razogličujeta segreto jeklo, medtem ko ogljikov monoksid in višji ogljikovodiki ob primernih pogojih jeklo naogljičijo. b) Pri VF segrevanju v vakuumu ne smemo pozabiti, da nastane v vakuumski posodi zaradi visoke frekvence generatorja v območju tlaka od 1 do 10"^ mbar razek'l^lritev (prižge se plazma). Temu pojavu se izognemo, če uporabimo za segrevanje frekvenco nižjo od 10 kHz, ali če tlak v vakuumski posodi spremenimo tako, da je zunaj navedenega območ-ja. c) Pri zelo nizkih tlakih (pod 10'^ mbar) in pri visokih temperaturah (tj. blizu tališča) prično kovine prekomerno odparevati. Pri dragih kovinah se temu izognemo tako, da jih talimo v grobem vakuumu ali v inertni atmosferi. d) Preden predmet, ki smo ga toplotno obdelovali, izpostavimo zraku, ga moramo ohladiti na temperaturo <150°C. V proizvodnji skrajšamo čas ohlajanja tako, da vakuumsko posodo, ki jo hladimo z vodo, napolnimo s inertnim plinom, ali pa tako, da obdelovanec prestavimo v posebno komoro (napolnjeno z inertnim plinom), ki je ločena od glavne vakuumske posode s primernimi vrati. e) Kaljenje večjih obdelovancev zahteva intenzivnejše hlajenje, kar lahko realiziramo z nadtlačnim ventilatorjem, s posebnim hlajenjem zaščitnega plina, ali pa tako. da otxJelovanec potopimo v olje, ki se nahaja v sosednji komori. f) Pri tehnološkem in konstrukcijskem iskanju primer- nih rešitev moramo v praksi upoštevati naslednje: dimenzije in obliko predmeta, vrsto tehnološke operacije (kaljenje. spajkanje, itd.), velikost serije, željeno stopnjo avtomatizacije, razpoložljivi čas obdelave, delovno frekvenco generatorja, primeren inertni plin in način transporta. Včasih je potrebno celo narediti konstrukcijske spremembe izdelka (seveda v mejah ohranitve funkcionalnosti), da bi se prilagodili zahtevam VF tehnologije in preprečili dostop kisika. g) V velikoserijski proizvodnji, kjer je pomemben faktor nizka cena izdelka, mora konstruktor zagotoviti čimbolj enostavno gibanje obdelovanca, da so mrtvi časi čim krajši. V napravo je smiselno vgraditi elektromagnetne ventile in urediti računalniško vodenje postopka. h) Predmete, kot so trakovi ali žice, lahko med obdelavo kontinuirano premikamo skozi vakuumsko posodo, seveda pod pogojem da poskrbimo za primerno tesnjenje. V velikoserijski proizvodnji, pri kateri grejemo predmete posamično, je postopek zahtevnejši, saj med drugim potrebujemo pred-komore in VF generatorje z dvojnim izhodom za izmenično delo. 4. Zaključek V prispevku smo predstavili eksperimentalno napravo za vakuumsko VF segrevanje materialov, ki jo uporabljamo v eksperimentalne namene in za pilotno proizvodnjo. Opisali smo naše dosedanje izkušnje na tem področju in našteli zahteve VF tehnike segrevanja materialov v vakuumu in inertni atmosferi, s katerimi se morajo seznaniti vsi, ki želijo uporabiti to tehniko obdelave materialov. 5. Uporabljena literatura /1/ H.Bollinger, W.Teubner, Industrielle Vakuumtechnik, VEB Deutscher Verlag für Grundindustrie, Leipzig 1980, /2/ G. Benkowsky. Induktions Enivärmung, VEB Velag Technik, Berlin 1990 /3/ J. Kranjc, Avtomatizacija VF indukcijskega segrevanja, Nova proizvodnja, 24,1-3, 1978 /4/ J. Gasperič, Uvajanje vakuuma in VF taljenja zlitin v dentalno protetiko, poročilo lEVT, 1980 /5/ V. Leskovšek, Predstavitev enokomorne vakuumske peči Ipsen VTC 324-R s homogenim plinskim hlajenjem pod visokim tlakom, Vakuumist 14, 1987 eWnomske, Irin e. organizacijske, poslovne, lehn otoške in tehnične storitve, grafična dejavnost • d.o.o, LJUBLJANA Žiberiova 1, lel. 310-671 Nudimo vam storitve z grafičnega področja: □ Vnos in stavek besedil ter priprava za tisk n Tisk kr)jig, brošur, učbenikov, časopisov, glasil, plakatov, barvni tisk □ Vezavo publikacij SKRATKA VSE OD ROKOPISA DO KONČNEGA IZDELKA PO IZREDNO KONKURENČNIH CENAH! TANKOPLASTNI TEMPERATURNI SENZORJI Peter Panjan, Institut "Jožef Stefan", Jamova 39, 61111 Ljubljana I.Uvod Za merjenje temperature uporabljamo v industrijski proizvodnji, pri znanstvenih raziskavah in v vsakodnevnem življenju najrazličnejše termometre. Za izdelavo temperaturnih senzorjev lahko uporabimo materiale, pri katerih so Izbrane fizikalne lastnosti (npr. volumen, električna napetost, električna upornost) enolično odvisne od temperature. Ko se v praksi odločamo med možnimi materiali, vzamemo tiste, ki Imajo v zahtevanem temperaturnem območju čimbolj linearno odvisne izbrane lastnosti (npr. termonapetost, upornost) od temperature in tiste, ki dajo največji Izhodni signal. V praksi uporabljamo najrazličnejše termometre (tabela 1), od katerih ima vsak svoje prednosti In omejitve. Prvi termometri so bili tekočinski, pozneje pa so prišli v uporabo uporovni in bimetalni termometri, termočie-ni in termometri na sevanje (pirometri). V merilni in regulacijski tehniki najbolj pogosto uporabljamo termometre na osnovi termočlenov, kovinskih uporov, termi-storjev In temperaturne senzorje, Izdelane v polpre-vodniški tehnologiji (IC-senzorji), ker nam na zelo enostaven način dajejo direkten električni signal. Njihova občutljivost in merilno področje sta najbolj odvisni od vrste materiala. Tabela 1: Temperaturna območja uporabe termometrov Dilotomelfični (ekočinskt termomelri Mcnametfični Tekočinski lermomeln Parni termomelfi Kovinski rot le znosim lermometr Uporovni termometri -Ni Segel je «I složci ---Pt I Termočieni Pol pre vodni skr termometri (lermistorji) Piromeirr Cu "Konst •Fe-Konst —T----NiCr-Ni Pifomeiri na celotno sevanje Pirometri no delno sevanje Borvni piromeln m PtRh-Pt -200 200 iOO 600 800 1000 1200 KOO 1600 1800 2000 °C Nekatere od naštetih temperaturnih senzorjev je mogoče izdelati tudi v tankoplastni tehnologiji, ki je pocenila njihovo proizvodnjo, hkrati pa imajo tako narejeni senzorji krajše reakcijske čase. 2.Temperaturni senzorji a) Termočieni V procesni industriji najpogosteje uporabljamo ter-močlenske termometre. Uporabo le-teh je omogočilo odkritje termoelektrične napetosti (Seebeck-ova napetost), ki jo lahko izmerimo med dvema kovinskima žicama iz različnih materialov, ki smo ju na enem koncu spojili in spoj segreli. Termonapetost je odvisna od temperature, na kateri je spoj in od vrste oz. sestave obeh materialov. Termonapetosti za različne kombinacije kovinskih materialov In njihovih zlitin so zbrane v literaturi in tabel irane /1/. Najpogosteje uporabljeni termočieni so pari Cu-konstantan (uporabimo ga lahko v temperaturnem območju od -200 do največ 600°C), Fe-konstantan (od-200 do SSO^C), NiCr-Ni (od -200 do 1200''C) in PtRh-Pl (od -100 do 1600°C). Konstrukcija termočlenov je zelo enostavna, mehanično robustna in relativno poceni. Njihova največja prednost je, da lahko z njimi izmerimo tudi zelo visoke temperature (do 4-2000°C). Slabosti pa so; nelinearna zveza med termonapetostjo In temperaturo (že v področju od O do lOO^C so odstopanja od linearnosti 1 do 2°C), majhna termonapetost (gledano absolutno), obvezna uporaba reference in v nekaterih primerih (Pt-PtRh) visoka cena. Izmed znanih temperaturnih senzorjev so termoelementi najmanj stabilni in imajo najmanjšo občutljivost (dU/dl). Termočlenov v tanla zveza med upornostjo in temperaturo, visoka temperatura tališča, uporabnost v relativno širokem temperaturnem območju (od -200 do -HSSCC). kemijska inertnost in stabilnost (najboljša med vsemi kovinami). Spričo visokega temperaturnega koeficienta se pogosto uporabljata tudi nikelj in nikelj-železo. Kot temperaturna senzorja sta uporabna v temperaturnem območju od -60 do + 180°C. Slabosti sta nelinearnost temperaturne odvisnosti (si. 1) in staranje. tt u o C □ a 3 -200 -1S0 -100 -so o 50 100 153 200 Z5Q 300 350 400 Temperatura it] Slika 1: Temperaturna odvisnost upornosti različnih termouporovnih materialov Zaradi linearne odvisnosti upornosti in majhne cene je sprejemljiv material za senzorje baker. Maksimalna temperatura, do katere so uporabni, je +250°C. V zadnjih letih so se pojavili na tržišču termometri z molibdensko termouporovno plastjo. Le-ti imajo v primerjavi s platinskimi bistveno bolj linearno uporovno karakteristiko (slika 1), hkrati pa so med staranjem zelo stabilni. Po 240 ciklih staranja (en cikel staranja je segrevanje od -50 do 150 in ohlajanje na -SCC v šestih urah) se je začetna upornost spremenila za manj kot 0.15 ppm. Molibdenski senzorji so uporabni do nižjih temperatur kot platinski, vendar so za razliko od slednjih uporabni le do temperature + 250°C. Tudi iridijeva termouporovna plast ima bolj linearno uporovno karakteristiko kot platinska, vendar je uporabna le v temperaturnem območju od -50 do 4-400°C. Njihova slaba stran je. tako kot pri piatinskih senzorjih, visoka cena. Ugotavljamo (tabela 2), da imajo senzorji na osnovi različnih termouporovnih plasti določene prednosti in slabosti, ki jih moramo upoštevati v konkretnih primerih uporabe. Kot je bilo že omenjeno, so vsi našteti kovinski termo-uporovni senzorji izvedljivi tudi v tankoplastni tehnologiji. Standarden postopek izdelave tankoplast-nega senzorja temperature vključuje nanos plasti (npr. platine) na keramično podlago, sledi postopek dorav-navanja upornosti plasti z laserjem ali fotojedkanjem in končno zaščita s primerno izolacijsko plastjo. Glavna prednost tankoplastne izvedbe je znatno zmanjšanje stroškov izdelave, znatno večja upornost, široka izbira oblike, v kateri lahko senzor realiziramo, predvsem pa krajši reakcijski čas. Tabela 2: Primerjava karakteristik termouporovnih plasti različnih materialov Pt Ni Cu If Mo specifične električna upornost [(iSJcml 10.58 7.8 1.69 5.3 5.78 TKU |ppm/=C| 3850 6750 4350 3000 3000 Merilno območje •50..+ 600 •60.. +180 -70..+ 120 •50..+ 400 -200.,+ 200 Linearnost slaba slaba odlična dobra odlična (<0.05%) Časovna konstanta [sj 0.05 0.9 / 1.8 Stabilnost 1%) 0.3 slaba ±0.04 Merilni lok [mAl 1 1 1 Cena visoka nizka nizka visoka nizka Izdelava kovinskih uporovnih termometrov je standardizirana. V uporabi ]e standard DIN 43760, ki predpisuje upornosti platinskih senzorjev v odvisnosti od temperature. Za platinske upore se zahteva upornost plasti 1000 pri 0°C in temperaturni koeficient upornosti 3.85xlO"^/°C, kar pri povečanju temperature z O na 100°C pomeni povečanje upornosti za 38.5 fl. Ustrezen napetostni signal na °C je tako kot pri termočlenih majhen, zato potrebujemo drage ojačevalnike. Nelinearnost, ki ima kvadratičen potek, lahko kompenziramo z analognimi ali digitalnimi vezji. Slabost kovinskih termouporovnih plasti, ki se sicer odlikujejo z visoko stabilnostjo, relativno velikim signalom, majhno termično maso, enostavno izdelavo in nizko ceno, je nelinearna karakteristika. Odstopanja od linearnosti so seveda veliko manjša kot pri polprevodnikih oz. termlstorjih. Odvisna so od čistote plasti oz. dopiranja z drugimi elementi in od kris-taliničnosti plasti. Bistevna prednost kovinskih uporovnih senzorjev v primerjavi z drugimi je optimalna časovna stabilnost. Zlasti to velja za platinske termoupore. Raziskave so pokazale, da se je upornost, npr. pri 0°C Pt 100 senzorju po 10000 urah žarjenja na -i-800°C (približno eno leto) povečala le za 0.2 %. Ustrezna temperaturna sprememba je O.SX. Absolutna natančnost platinskega termouporovnega senzorja je naslednja njegova prednost. Velike spremembe upornosti na °C omogočajo pri višjih temperaturah absolutno natančnost. Pri natančnih meritvah temperature pa moramo upoštevati tudi vpliv samosegrevanja senzorja. Za majhne tankoplastne senzorje je še dopusten merilni tok 1 mA. Odzivni čas senzorja je odvisen od mase. specifične toplotne kapacitete in njegove površine. Za masivne Pt 100 senzorje je ta_čas med 0,1 in i s ter 0.05 s za tankoplastni senzor. Če so senzorji vgrajeni v zaščitno cev, so ti časi lahko 5 do 10-krat večji. 3. Zaključek Termouporovne tanke plasti (platina, nikelj, iridij, molibden, baker), ki jih v praksi uporabljamo za izdelavo temperaturnih senzorjev, zadoščajo splošnim kriterijem (t.j. stabilnost na staranje, linearna temperaturna odvisnost upornosti, široko temperaturno območje uporabnosti, čim boljša temperaturna občutljivost - velik TKU, nizka cena), le delno oz. v omejenem temperaturnem območju. Aktualno je iskanje tistih materialov, ki bi lahko nadomestili platinske termouporovne plasti, ki bi bili uporabni do lOOCC in ki bi bili predvsem cenejši. Z vidika fizikalno-kemijskih lastnosti zahtevamo od takih materialov: (i) velik temperaturni koeficient upornosti, (2) linearno odvisnost upornosti od temperature, (3) dobro odpornost proti oksidaciji, (4) visoko temperaturo tališča, ki naj bi bila vsaj dvakrat višja od makiimalne delovne temperature (t.j. >2000°C), da N na ta način izognili težavam z rekristaiizacijo in f5> '■>Hsotnost faznih in magnetnih prehodov. 4. Literatura /1/ Katalog Degussa, Emf Values of Thermocouples 121 H.J. Klappe, Platin-Wiederstandstermometf?r für industrielle Anwendungen, Technisches Messen. 54 Jahrgang, Heft 4. (1987) /3/ R. A. Pease, Temneratursensoren, Elektronik 14 (1986) /4/ U. Heller, Ein "^.-•-^p'^'-atijr ^'"•-^wiederstan':' DIN, Elektronik Produktion and Prüftechnik. Heft 9A (1986) 151 Molybdenium sensors on the forward march, Elektron. Ind., Vol. 20. N3 (1989) p. 80-86 /6/ D.E. Bahniuk, The Changing Face of Temperature Measurements, Machine Design, (1989) p. 111 /7/ K. Pozun, B. Stariha. A. Banovec in M. Kern, Odstopanje upornosti in temperaturnega koeficienta napršenih nikljevih tankih plasti od standardnih Pt-100 uporovnih termometrov. Zbornik simpozija o elektronskih sestavnih delih SD-89, Maribor (1989) str. 243 /8/ A. Banovec, K. Požun, B. Stariha, B. Praček in M. Kern, Vpliv atmosfere pri termični obdelavi na sestavo in električne lastnosti tankih napršenih plasti Pt, Zbornik simpozija o elektronskih sestavnih delih SD-90. Radenci (1990) str. 301 19/ K. Požun, A. Banovec, B. Stariha in M. Kern, Odvisnost TKU radio-frekvenčno napršenih tankih plasti Pt od parametrov depozicije in stabilizacije. Zbornik predavanj XI. jug. vak. kongresa, Gozd Martuljek, (1990) str. 275 DRUŠTVENE NOVICE OBČNI ZBOR DRUŠTVA ZA VAKUUMSKO TEHNIKO SLOVENIJE Občni zbor društva je bil v sredo, 19.12.1990 na Inštitutu za elektroniko in vakuumsko tehniko v Ljubljani. Udeležilo se ga je nekaj več kot dvajset članov društva. Na zboru je dosedanja predsednica društva dr. Monika Jenko poročala o delu izvršnega odbora v obdobju od 1985 do 1990. Poročilo je objavljeno v nadaljevanju tega zapisa. Izvolili smo nove člane izvršnega odbora in druge organe društva. V izvrSni odbor so bili izvoljeni: Andrej Pregelj (predsednik), lEVT, Andrej Banovec (podpredsednik), lEVT, mag. Bojan Jenko (tajnik I), lEVT, Vinko Nemanič (tajnik II), lEVT, Darja Rozman (blagajnik), lEVT, Peter Panjan, IJS, Andrej Demšar, Iskra CEO, dr. Monika Jenko, Ml, dr. Stane Jurca, lEVT, dr. Vasilij Prešern, Ml, Salam Sejjad, Iskra-Žarnice, Borut Stariha, lEVT, Matija Trček, Saturnus, dr, Franc Vodopivec, Ml, dr. Anton Zalar, lEVT. V nadzornem odboru so: dr. Eva Perman (predsednik), lEVT, mag. Melita Murko Jezovšek, lEVT in Ludvik Pipan, ELVAK. Tovariško razsodišče pa bo v sestavi: dr. France Lah (predsednik), Vojteh Leskošek, Ml, Rajko Kalan, lEVT in Janez Šetina, lEVT. Novi predsednik DVT Slovenije Andrej Pregelj je predstavil program dela društva v naslednjem letu. Organizirali naj bi dva tečaja iz osnov vakuumske tehnike in dva tečaja za vzdrževalce vakuumske opreme. Zelo zahtevna naloga, ki jo moramo v letu 1991 realizirati je izdaja knjige "Osnove vakuumske tehnike". 2e obstoječo knjigo je potrebno v ta namen dopolniti. Med važnejše naloge društva štejemo izdajanje strokovnega glasila Vakuumist. V letu 1991 naj bi izdali vsaj tri številke. Seveda moramo nadaljevati z aktivnostmi v lUVSTA in JUVAK-u. V kolikor bo mogoče, bomo poskusili pripraviti specializirane tečaje v naših tovarnah (npr. vakuumska higiena, vakuumska metalurgija, ...) in javna predavanja renomiranih domačih in tujih predavateljev. Organizirali naj bi tudi več strokovnih ekskurzij. Društvo bo, v kolikor bo mogoče, organiziralo skupinsko potovanje članov društva na 3. evropsko in 5. združeno avst.-madž.-jug. vakuumsko konferenco, ki bo na Dunaju od 23. do 27. septembra. Predstavniki društva bodo pri organizatorjih konference poskusili doseči popust pri plačilu kotizacije za udeležence iz Jugoslavije. POROČILO O DELU IZVRŠNEGA ODBORA DVT SLOVENIJE V OBDOBJU OD 23.5.1985 DO 19.12.1990 v tem obdobju je imel 1.0. DVTS v povprečju štiri seje letno, v času večjih akcij so bile seje pogostejše. Na teh smo se člani dogovarjali za akcije, ki smo jih večinoma tudi uspešno izpeljali. Finančno stanje društva je bilo v zadnjih petih letih kar zadovoljivo. Vir dohodka so bili tečaji "Osnove vakuumske tehnike", ki se jih je udeležilo okrog 350 slušateljev različnih poklicev, iz industrije, inštitutov in univerz. Leto 1986 je bilo za prireditelja zelo težko, ker so trije pomembni predavatelji iz različnih vzrokov prenehali s sodelovanjem. Organizacijskemu odboru je s skrajnimi napori uspelo obdržati nivo in dopolniti predavanja in vaje ter že v naslednjem letu organizirati rekordno število tečajev. V letu 1986 je DVTS organiziralo specializirani tečaj za vzdrževalce vakuumske opreme v servisu TV sprejemnikov "Gorenje" v Velenju. Tečaj je izredno uspel. V letu 1987 je DVTS organiziralo enodnevni tečaj "Vakuumska higiena in čisti prostori" za potrebe lEVT. Ena najpomembnejših akcij DVT Slovenije je bila v letu 1988, ko je bilo društvo lokalni organizator 4. združene vakuumske konference Jugoslavije, Avstrije in Madžarske v Portorožu. Takoj po zaključku konference je bila po 17-tih letih ponovno na slovenskih tleh seja mednarodne vakuumske unije lUVSTA, Druga največja akcija 1.0. in aktivnih članov DVTS je bila organizacija XI. jugoslovanskega vakuumskega kongresa letos spomladi v Gozd Martuljku. Kljub težki gospodarski situaciji je bila udeležba vakuumistov na kongresu razveseljivo velika, pogrešali smo le močnejše zastopstvo srbskih vakuumistov. Na kongresu je bila tudi razstava manjših vakuumskih eksponatov, ki jih je predstavilo deset svetovnih proizvajalcev vakuumske opreme. O proizvodnji in problematiki vakuumske opreme v Jugoslaviji so se udeleženci pogovarjali za okroglo mizo. Na kongresu je bila prvič podeljena Kanskyjeva nagrada za najbolje ocenjen prispevek. Za večje število članov je društvo organiziralo in finančno podprlo njihovo udeležbo na: — 3. združeni vakuumski konferenci Madžarske in Avstrije 1985 v Debrecenu. — mednarodnem vakuumskem kongresu v Balti-moreu leta 1986 — prvi evropski vakuumski konferenci EVC-1 v Manchestru leta 1988 - mednarodnem vakuumskem kongresu v Köln-u 1989 in - drugi evropski vakuumski konferenci EVC-2 v Trst-u 1990. Društvo Je leta 1986 pripravilo strokovno ekskurzijo k proizvajalcu vakuumske opreme Balzers v Liechten-steinu. Septembra 1987 je organiziralo strokovno ekskurzijo k proizvajalcu vakuumske opreme Edwards. Udeleženci so si ogledali tri njihove tovarne, v Crowleyu In Brightonu, in imeli možnost izmenjave strokovnih informacij s strokovnjaki tega svetovnega giganta vakuumskih črpalk in opreme. V sodelovanju z Leyboldom iz Hanaus je društvo organiziralo v letu 1988 v Ljubljani simpozij s področja merjenja visokega vakuuma in uporabe masnega spektrometra- Simpozija se je udeležilo okrog 150 vakuumistov iz Slovenije in Hrvatske. V letu 1987 je DVTS skupno s Saturnusom, tovarno avtomobilskih žarometov, organiziralo enodnevni seminar "Vakumske tanke plasti", Predavatelji so bili člani D\/TS-(IEVT) in strokovnjaki Saturnusa. Zanimanje vakuumistov je bilo izredno, seminarja se je udeležilo preko 100 slušateljev. Posebej je potrebno omenili publicistično dejavnost društva. V letu 1990 je bil Izdan Zbornik predavanj XI. jugoslovanskega vakuumskega kongresa. Bilten JUVAK 24. Zbornika predavanj Vakuumske tanke plasti zaradi objektivnih razlogov tudi sedanji 1.0. nI uspel pripraviti. Društvo je izdalo le prispevek dr. E. Kanskega v knjižici: "Nastanek in rast vakuumskih tankih plasti". DVTS je edino vakuumsko društvo v Jugoslaviji s svojim strokovnim glasilom. Vakuumist izhaja v treh številkah letno, za kar gre zahvala uredniku A. Preglju. DVTS je član Zveze društev za vakuumsko tehniko Jugoslavije JUVAK, Uspešno sodeluje z DVT Srbije in DVT Hrvatske. V okviru JUVAK je DVTS pomagalo pri organizaciji X. jugoslovanskega vakuumskega kongresa, ki Je bil julija 1986 v Beogradu. Člani DVT Slovenije so člani tako v izvršnem odboru JUVAK, kot v nekaterih organih društva. Trije člani DVTS so predstavniki Jugoslavije v Mednarodni zvezi za vakuumsko znanost, tehniko in aplikacije lUVSTA. Iz navedenega je razvidno, da DVTS uspešno deluje na vakuumskem področju in zapoljnjuje vrzeli, ki nastajajo zaradi togosti nekaterih delovnih organizacij, ki se profesionalno ukvarjajo z vakuumsko tehniko. Sodelovanje z Inštitutom za elektroniko in vakuumsko tehniko je uspešno, saj nam le-ta v okviru svojih možnosti daje vsestransko pomoč. Omogoča nam prirejanje tečajev v svojih laboratorijih, v letu 1986 pa smo dobili v pritličju zgradbe manjši prostor, ki smo ga preuredili v društveno pisarno, V zadnjih letih se je vključilo v delo društva več mlajših vakuumistov, ki bodo morali sčasoma prevzeti funkcije in obveznosti pri delu društva. Zaželjeno je, da se vključi in aktivira še več mlajših kolegic in kolegov, ki naj bi poživili delo v društvu. Zaželjena je vsaka pobuda in predlog, ki bi pripomogla k razvoju društvenega dela predvsem v teh težkih kriznih časih. Seveda je to povezano z včasih suhoparnim delom In prisostvovanjem na sejah društva v popoldanskih in večernih urah, delo pa je več ali manj ljubiteljsko. Od mlajših pričakujemo atraktivnejše akcije. V tem smislu je tudi sestavljen in izvoljen nov 1.0. DVTS s predsednikom Andrejem Pregljem na čelu. Novemu odboru želim veliko uspehov pri delu, pomembnem za nadaljnji razvoj vakuumske stroke pri nas in s tem za celotno našo družbo. dr. Monika Jenko NOVE KNJIGE EVGEN KANSKY: Rast vakuumskih tankih plasti, Društvo za vakuumsko tehniko Slovenije, LJubljana, 1990, 61 str.; cena knjižice Je 80,00 din za člane DVTS In 90,00 din za vse druge. Zbornik prispevkov Xl.jugoslovanskega vakuumskega kongresa - bilten JUVAK 24, Društvo za vakuumsko tehniko Slovenije, Ljubljana, 1990.600 str.; cena knjige je 250,00 din. Obe knjigi lahko naročite na naslov: DVT Slovenije, Teslova 30, 61111 Ljubljana, ali po telefonu (061) 263 461 (Lidija Koller, Andrej Pregefj). Kansky-Jevo knjižico prodajajo tudi v Mladinski knjigi v Ljubljani (konzorcij). OBVESTILA TEČAJ ZA VZDRZEVALCE VAKUUMSKIH NAPRAV Vse uporabnike vakuumske tehnike obveščamo, da organiziramo tečaj za vzdrževalce vakuumskih naprav, in sicer 20. in 21. marca 1991. Tečaj se bo pričel v sredo ob 8. uri v knjižnici inštituta za elektroniko in vakumsko tehniko, Teslova 30, Ljubljana. Tečaj je namenjen vzdrževalcem vakuumskih naprav, ki morajo zagotavljati tehnologiji primerne vakuumske pogoje. Na tečaju bomo obravnavali problematiko, ki jo največ srečujemo v tehniki grobega in srednjega vakuuma, to je: delovanje, vzdrževanje in popravila rotacijskih črpalk, predstavili pa bomo še druge črpalke, meritve vakuuma in odkrivanje netesnosti v vakuumskih sistemih; skupno 16 ur, od tega polovico za praktična dela. Ker bomo praktični del tečaja skušali prilagoditi potrebam delovne organizacije, iz katere kandidat prihaja, prilagamo vprašalnik, ki ga prosimo, izpolnjenega pošljite na naš naslov do 28.2.1991. Cena za udeležence iz delovnih organizacij je 4500,00 din. Prosimo vas, da dokončno prijavo in potrdilo o plačilu dostavite do 15.3.1991 na naslov: Društvo za vakuumsko tehniko Slovenije, Teslova 30,61111 Ljubljana Številka žiro računa: (500101-678-52240). Vsak udeleženec bo prejel izbor predavanj iz osnov vakuumske tehnike in izkaz o opravljenem tečaju. Prijave sprejema organizacijski odbor (Lidija Koller, Marjan Drab, Vinko Nemanič in Andrej Pregelj), ki daje tudi vse dodatne informacije (tel.(061) 263-461). DVT Slovenije Odbor za pripravo tečaja TEČAJ "OSNOVE VAKUUMSKE TEHNIKE " Sporočamo vsem zainteresiranim, da bomo ponovili tečaj iz OSNOV VAKUUMSKE TEHNIKE, in sicer od 16. do 18. aprila 1991. Tečaj bo v prostorih Inštituta za elektroniko in vakuumsko tehniko, Teslova 30, Ljubljana. Obsegal bo 20 ur z naslednjimi temami: 1. Pomen in razvoj vakuumske tehnike 2. Fizikalne osnove vakuumske tehnike 3. Črpalke za grobi vakuum (membranske, rotacijske, z vodnim obročem) 4. Črpalke za visoki vakuum (ejektorske, difuzijske in turbomolekularne) 5. Črpalke s površinskim delovanjem (sorpcijske, ionsko-geterske in kriogenske) 6. Vakuumski spoji in tesnilke 7. Vakuumski sistemi 8. Vakuummetri 9. Odkrivanje netesnih mest (leak detekcija) 10. Vakuumski materiali in delo z njimi 11. Vakuumske tankoplastne tehnologije 12- Pomen površin v vakuumski tehniki in njihova karakterizacija 13- Vakuumska higiena in čisti postopki 14. Doziranje, čiščenje in preiskave plinov 15. Šest ur vaj in ogled inštituta Tečaj je namenjen tako vzdrževalcem in razvijalcem vakuumskih naprav kot tudi raziskovalcem, ki pri svojem razvojnem oziroma raziskovalnem deiu potrebujejo vakuumske pogoje. Cena za udeležence iz delovnih organizacij je 3000,00 din. Prosim vas, da dokončno prijavo in potrdilo o plačilu dostavite najkasneje do 10.4.1991 na naslov: Društvo za vakuumsko tehniko Slovenije, Teslova 30, 6i 111 Ljubljana (št. žiro računa: 50101-678-52240). Vsak udeleženec bo prejel zbornik predavanj 'Osnove vakuumske tehnike". Prijave sprejema organizacijski odbor (Koller, Mozetič, Drab in Spruk), ki daje tudi vse dodatne informacije (tel, (061) 267-341. Predsednik DVT Slovenije dipl. ing. Andrej Pregelj l.r. ŠTIPENDIJE WELCHOVEGA SKLADA ZA LETO 1992 Komite Welch-evega sklada pri mednarodni organizaciji za valojumsko znanost, tehniko in aplikacije (lUVSTA) tudi letos razpisuje več štipendij za mlade raziskovalce, ki se želijo izpopolnjevati na tem področju. Namenjene so tistim mladim, ki so končali študij na univerzi, pri čemer imajo prednost kandidati z že opravljenim doktoratom znanosti. Štipendija v višini 12500 ameriških dolarjev je enoletna, z začetkom izplačevanja 1. septembra 1991. Izplačuje se v treh obrokih: prvi obrok 6000 $ na začetku, drugI, 6000 $, po šestih mesecih deia in zadnji 500 $ po predaji končnega poročila. Kandidat si lahko sam izbere laboratorij, kjer bo delal, zaželjeno pa je, da je le-ta, zaradi m^narodnega značaja štipendije, v tujini. Od kandidatov se zahteva, da tekoče govorijo jezik dežele, v kateri bi se želeli Izpopolnjevati ali angleški jezik. Obrazec za prijavo dobite pri lUVSTA Welch foundation administrative office Dr. W.D. Westwood Advanced Technology Laboratory BNR BOX 3511, Station C Ottawa, Canada K1Y 4H7 Prijavo z ustreznimi prilogami pošljite na ta naslov najkasneje do 15- aprila 1991. Vir: News Bulletin (N^ 115, 1990), v katerem je še nehaj dodatnih informacij (bilten je na vpogled na sedežu DVTS). MEDNARODNA KONFERENCA O METALURŠKIH PREVLEKAH IN TANKIH PLASTEH (ICMCTF 1991), SAN DIEGO, 22-26. APR. 1991 v organizaciji ameriškega vakuumskega društva bo od 22. do 26. aprila 1991 v San Diegu (Kalifornija) konferenca o metalurških prevlekah in tankih plasteh. Doslej se je v istem kraju zvrstilo že šestnajst zelo odmevnih mednarodnih konferenc o metalurških prevlekah (International Conference on Mettalurgical Coatings, ICMC). Od lanskega leta naprej pa to konferenco organizirajo skupaj z mednarodno konferenco o tankih plasteh (International Conference on Thin Films, ICTH), ki so jo prvotno organizirali vsaki dve leti. Z združitvijo se je naziv konference spremenil v International Conference on Metallurgical Coatings and Thin Films (ICMCTF). Tematsko področje konference, ki je prvotno obsegalo tribološke, visoko temperaturne In trde prevleke, se je razširilo na področje mlk-roelektronike, optike, visoko temperaturnih super-prevodnlkov, diamantnih tankih plasti in senzorjev. Na konferenci bodo obravnavane naslednje teme: A. Visoko temperaturne prevleke B. Trde prevleke C. Tanke plasti v mikroelektroniki D. Diamantni in njim sorodni materiali {c-BN, b-SiC InAIN) E. Tribološke prevleke F. Optične prevleke In tanke plasti G. Visoko temperaturne superprevodne tanke plasti H. Metode za karakterizacijo Sprejeti prispevki bodo objavljeni v posebnih izdajah revij Surface and Coatings Technology in Thin Solid Films. Vir: News Bulletin (N^ 115, 1990) TRETJA EVROPSKA IN PETA AVSTRIJSKO-MADŽARSKO--JUGOSLOVANSKA KONFERENCA, DUNAJ, 23-27. SEPT. 1991 Tretjo evropsko vakuumsko konferenco bo skupaj s peto avstrijsko-madžarsko-jugoslovansko organiziralo avstrijsko vakuumsko društvo (OGV) v septembru 1991 na Dunaju. Na konferenci bodo obravnavane teme, ki tradicionalno pokrivajo področje vakuumskih znanosti in tehnologij: elektronski materiali, fuzijske tehnologije, plazemske tehnologije, znanost o površinah, nano tehnologije, uporaba znanosti o površinah, vakuumske tanke plasti in vakuumska metalurgija. Zbornik predavanj bo izdan kot posebna izdaja revije Vacuum. Povzetke prispevkov pošljite do l.apr. 1991 na naslov: EVC-3 Wolfgang Husinsky Institut für Allgemeine Physik Technische Universität Wien Wiedner Hauptstrasse 8-10 A-1040 Wien, Austrija (tel.: (43)(1)-588 01-5591, faks: (43)(1)-56 42 03). kjer dobite tudi vse potrebne informacije. Vir: News Bii"®tin (N2 115, 1990). ČETRTA EVROPSKA KONFERENCA O UPORABI METOD ZA PREISKOVANJE POVRŠIN IN MEJ (ECASIA91), BUDIMPEŠTA, 14-18. OKT. 1991 Na konferencah ECASIA (European Conference on Applications of Surface and Interface Analysis), ki Jih organizirajo vsaki dve leti, obravnavajo probleme z naslednjih področij: razvoj tehnik, interpretacija podatkov, globinski profili, tridimenzionalno slikanje, mik-roeiektronika in superprevodniki, korozija, kataliza, keramike in stekla, polimeri, metalurgija, tanke plasti in prevleke, adhezija, biomateriali, triboiogija, radiacijske poškodbe in uporatia sinhrotrona. Povzetke prispevkov pošljite najkasneje do 1. aprila 1991 na naslov: ECASIA 91 Conference Secretary MTA ATOMKI Pf .51 H-4001 DEBRECEN, Hungary (tel/fax:-F36 (52) 16-181, telex: 72 210 ATOM H) V okviru konference bo organiziranih tudi več triurnih tečajev o uporabi različnih analitskih tehnik. Tečaji so namenjeni tako strokovnjakom iz industrije kot tudi raziskovalcem, ki bi se želeli seznaniti s posameznimi tehnikami. Tečaje bodo vodili priznani predavatelji z različnih evropskih univerz in inštitutov. Obravnavane bodo naslednje tehnike: (a) Augerjeva elektronska spektroskopija in vrstična Augerjeva mikroskopija, (b) fotoelektronska spektroskopija, (c) statična in dinamična spektroskopija sekundarnih ionov, (d) RBS spektroskopija, (e) spektroskopija nizkoenergijskih sipanih ionov, (f) tunelska mikroskopija, (g) analitska elektronska mikroskopija, TEM/SEM in (h) priprava vzorcev za presevno elektronsko mikroskopijo presekov, XTEM, Prijave za tečaj pošljite na naslov: Mrs. F. SCHMITZ Rue de la Briqueterie 66, B-4340 VILLEHS L'EVEQUE (tel.: 32-2-235.93.13/236.14.23. fax: 32-2-235.80.72) Vir: Drugo obvestilo organizatorjev, hi ga lahko dobite na vpogled pri uredniku Vakuumista. OBVESTILO i Naročnike Vakuumista vljudno prosimo, da s priloženo položnico poravnajo naročnino za leto i| 1991. Cena glasila (v tem letu bodo izšle tri ali štiri številke) Je 150,00 din. Prosimo vas, da I naročnino nakažete čimpej. DVT Slovenije vabi vse svoje člane na ogled tovarne Saturnus, ki bo v četrtek 7, marca 1991 ob 11 uri. V program obiska je vključeno predavanje in ogled vakuumskih naprav, ki jih uporabljajo v redni 'proizvodnji avtomobilskih žarometov. Vse, ki se nameravate udeležiti obiska prosimo, da se predhodno prijavite po telefonu (061) 263-461 (Andrej Banovec, Lidija Koller). Število obiskovalcev je omejeno. NEKATERE NOVOSTI PROIZVAJALCEV VAKUUMSKE OPREME Novi proizvodi firme Vacuum Generators: • Pnevmatični vakuumski ventili, ki jih lahko pregrevamo do 450''C. • Linearne in rotacijske prevodnice z magnetnim upravljanjem (dolžina pomikov od 305 do 1250 mm). • Goniometer za natančno manipulacijo vzorcev v vakuumski posodi; možna je rotacija vzorca okrog treh osi in linearni pomiki po vseh treh oseh. Firma Balzers se predstavlja z naslednjimi novostmi: • Modulna proizvodna linija za polprevodniške tehnologije; naprava je sestavljena iz devetih vakuumsko ločenih procesnih postaj, kjer je možno narediti naslednje procese: nizko energijsko RF jedkanje, Ti, Si, TiW, TiN In Al/Cu/Si metalizacijo, hitro termično obdelavo, kemijsko nanašanje iz parne faze (CVD), reaktivno ionsko jedkanje (RIE) in pregrevanje. Vsi procesi so računalniško kontrolirani, medtem ko je zmogljivost naprave 60 rezin na uro. • Turbomolekularna črpalka za srednji vakuum, ki lahko dela pri vhodnem tlaku 10 mbar; tak tlak lahko vzdržujemo npr. z membransko črpalko in se na ta način Izognemo onesnaženju vakuumske posode s oljnimi parami. • Konektorji za povezovanje optičnih vlaken. • Naprava za ionsko prekrivanje, s katero lahko pripravimo kvalKetne optične prevleke na podlage večjih dimenzij (s premerom do 1 m). Novi proizvodi firme Edwards so: • Avtomatizirana kontrolna enota za črpalne sisteme, ki jih uporabljamo v laboratorijih za tanke plasti. • UHV turbomolekularna črpalka z magnetnimi ležajl. Firma VAT pošilja na tržišče: • Mini UHV ploščni ventil (DN 25-50) na ročni ali pnevmatski pogon. • Ventil z režo po MESA standardu, ki se odlikuje z zelo kratkimi časi zapiranja; plošča ventila se giblje brez trenja In brez tresljajev. Nov proizvod firme Panmure Instruments UHV je goniometer, ki zagotavlja zelo natančno kotno nastavitev vzorca, tarče ali detektorja (natančnost 0.05°) Firma Megatech ponuja nov sistem za zajemanje podatkov, ki ga lahko uporabimo pri vseh analizah optičnih spektrov (npr. za plazemsko diagnostiko pri plazemskem jedkanju, reaktivnem naprševanju, kemijskem nanosu iz parne faze ipd.) Novost firme Nordiko je 10 cm RF ionski izvir z velikim ionskim tokom (0.5 k za. O* ione) pri majhnih energijah ionov (-lOOeV) Firma Ohio-Tosoh SMD ponuja nove indij-kositer ok-sldne (ITO) tarče, ki imajo veliko gostoto (75% teoretične gostote) In so zelo čiste. Iz njihovih tarč lahko z naprševanjem pripravimo kvalitetne električno prevodne in presojne tanke plasti za HDTV in LCD prikazalnike, ter prekritja avlonskih in avtomobilskih vetrobranskih stekel. Firma Park Scientific Instruments se predstavlja z naslednjimi novimi vrstičnimi mikroskopi, ki imajo ultravisoko ločljivost: • vrstični tunelski mikroskop (Ambient Scanning Tunneling Microscope. STM), ki dela na zraku • vrstični mikroskop na osnovi atomskih sil (Ambient Scanning Force Microscope. SFIvl), ki dela na zraku • kombiniran STM/SFM mikroskop • UHV vrstični tunelski mikroskop. Novosti firme Huntington Mechanical Laboratories sta: • Nova rotacijska prevodnica, na katero je možno priključiti druge naprave in na ta način zagotoviti dodatne funkcije le-te, kot so linerni pomiki, dovod plina ali tekočine ipd. • Infrardeča žarnica s kontrolno enoto, ki je namenjena pregrevanju (razplinjevanju) vakuumskih posod. Firma CTI-Cryogenlcs kupcem ponuja nov kriočrpal-ni sistem, ki se odlikuje s hitro regeneracijo In ima računalniško upravljanje vseh komponent, ki so potrebne za optimalno delo sistema. Novosti firme Scanwel so novi (ročni In elektropnev-matski) ventili in univerzalna mikroprocesna kontrolna enota za standardne vakuumske sisteme. VG Microtech pošilja na trg nove izvedbe Ionskih pušk. Ponujajo t.i. FAB (fast atom bombardment) Izvedbo in puško z zelo ozkim ionskim curkom (20jim). Firma VG Quadrupoles se predstavlja z naslednjimi novostmi: • Langimuir-jevo sondo • Masnim spektrometrom za analizo plazemskih procesov • Plinskim analizatorjem, ki je prirejen za merjenje plinov v različnih industrijskih procesih In pri raziskovalnem delu. Uporabnikom ponujajo tudi potreben software za upravljanje analizatorja z osebnim računalnikom. Novost firme VG Microscopes je vrstični presevni mikroskop (Scanning transmission electron microscope), ki se odlikuje z zelo dobro ločljivostjo (0.22 nm pri 100 kV). Vir: "Vacuum News" iz feviie Vacuum, kjer najdete podrobnejše podatke o posameznih vakuumskih komponentah in napravah, kakor tudi točen naslov firm. Grafični simboli v vakuumski tehnologiji po DIN 28 401 standardu 1 vakuumska rotacijska črpalka 2 gibljiva cev . 3 kotni ventil z elektromagnetnim pogonom 4 kotni ventil z elektromagnetnim pogonom 5 difuzijska črpalka 6 lovilnik 7 kotni ventil z elektromagnetnim pogonom 8 ventil z elektromagnetnim pogonom 9 vakuumska posoda 10 vakuumski merilnik 11 merilna glava 12 merilna kontrolna enota z digitalnim prikazalnikom Vakuumske črpalke O Vakuumska črpalka (Vacuum pump) Rotacijska črpalka (Sliding vane rotary pump) Vodna centrifugalna črpalka (Liquid ring vacuum pump) Roots črpalka (Roots vacuum pump) Turbomolekularna črpalka (Turbo-molecular pump) Ejektorska črpalka (Ejector vacuum pump) Dtfuzijska črpalka (Diffusion pump) Absorpcijska črpalka (Adsorption pump) Geterska črpalka (Getter pump) I I . Sublimacijska U j) črpalka (Sublimation pump) Ionska črpalka (Sputter Ion pump) Kriočrpalka (Cryopump) Vakuumski sestavni deli V - Past (Condensate trap) z V/ V Past s toplotnim iz-menjevainikom (Condensate trap with heat exchange) Filter za pline (Gas filter) Filtrska naprava (Filtering apparatus) Lovilnik (Baffle) Hlajeni lovilnik (Cooled baffle) Hlajena past (Cold trap) Past s hladilnikom (Cold trap with coolant reservoir) Sorpcijska past (Sorption trap) Vakuumski merilniki @ V V V C v Merila glava (Gauge head) Merilnik (Gauge control unit) Merilnik s pisalnikom (Gauge control unit, with recorder) Merilnik s prikazalnikom (Gauge control unit, with analog display) Merilnik z digitalnim prikazalnikom (Gaugfe control unit, with digital display) Merilnik pretoka (Measurement of throughput) Vakuumske posode T Zapore Vakuumska posoda. (Vacuum chamber) Vakuumski stekleni poveznik (Vacuum bell jar) Zapora (Shut-off device) Ventil (Isolating valve) Pogon ventilov Kotni ventil (Right angle valve) "V^Y^ Pipa (Isolating stop ^^^ cock) Tripotna pipa (Three-way stop cock) Kotna pipa (Right angle stop cock) Ploščni ventil (Gate valve) Ventil z nihajnim pomikom (Quarte swing valve) Nepovratni ventil (Non-return valve) Varnostni ventil ^^ (Safety shut-off device) Ventil na ročni pogon (Manual drtve) Dozirni ventil (Dosing valve) Ventil na elektromagnetni pogon (Electromagnetic drive) Ventil na hidravlični oz. pnevmatski pogon (Hydraulic or pneumatic drive) Ventil na elektromotorni pogon (Electric motor drive) Težnostni ventil (Weight driven) Vakuumske cevi in spoji Priključek s prirob-nico (Flange connection) .f Priključek s prirob-nico 2 vijaki (Flange connection, screwed) Priključek z malo prirobnico (Small flange connection) Priključek s prirobnico in objemko (Clamped flange connection) H -1! ir- Vijačni cevni priključek (Threaded tube connection) Križna povezava dveh cevi brez priključkov (Crossover of two conducting tubes without connection) Gibljivi priključek (Flexible connection) Linearna, gibljiva prevodnica s prirobnico (Linear motion feedthrough, flange mounted) Gibljiva prevodnica brez prirobnice (Linear motion feedthrough, without flange) Linearno-rotacijska prevodnica (Feedthrough for rotary transmission and linear motion) Rotacijska prevodnica (Rotary transmission feedthrough) Električna prevodnica (Electric current feedthrough) Grafični simboli v vakuumski tehnologiji po DIN 28401 standardu so v veljavi od novembra 1976. VAKUUMSKE ČRPALKE VACUUM PUMPS PLS VAC E-10 do E-400 so oljno tesnjene rotacijske vakuumske črpalke, direktno priključene na motor. Rezervoar olja, ki ima vgrajen tudi oljni filter, je prilrjen na črpalko. Enosmerni ventil je vgrajen v sesalno cev in vzdržuje vakuum v posodi, ko se črpalka ustavi ter preprečuje vstop olja vanjo. The PLS VAC E-10 to E-400 are oil-sealed rotary vane vacuum pumps, directly conected to the motor. The oil reservoir with a build- in oil filter is fitted beside the pump. The valve is incorporated in the intake port in order to maintain vacuum in the vessel when the pump is stopped and therefore prevent oil from flowing into the low pressure side. model E-10 E-20 E-40 E-100 E-250 E-400 400 crpalna hitrost (pumping speed) m^/h 10 20 40 100 250 končni totalni tlak (ultimat, pressure, total) mbar 0.5 0.5 0.5 3 3 3 maksimalna kol. olja (max. quantity of oil) 1 1.4 1.7 2 3 5 15 moč motorja (motor power) kW 0.18 0.55 1.1 3.3 5.5 11 št. vrtljajev (rotation speed) 1/min 1400 1400 1400 1400 1400 1000 širina (wide) mm 220 260 310 380 570 1060 višina (height) mm 210 250 290 340 470 750 dolžina (lenght) mm 400 530 535 820 980 1180 E-250 LIPAR 6S333 Semič - Yugoslavia Telefon: (066) 56-197 Telefax: (068) 56-155 STROJI IN NAPRAVE ZA PAKIRANJE IN DOZIRANJE AVTOMATSKO PLANETARNO MESALO APM-50 MEŠALO APM-50 je namenjeno za gnetenje kvalenega testa, stepanje jajc in smetane ter melanje peščenih in penastih mas v pekarnah, slaščičarnah in kuhinjah. Možno ga je uporabiti za homogenizacijo različnih mas v obratih kemiSne in farmacevtske industrije. Mešalni kotel je ogrevan z el. uporovnimi grelniki s ter-mostalsko regulacijo temperature. Z vpenjalnimi ekscenlri je kotel vpel na nosilne rožice, ki so premične po višini in gnane elektromotorno. Za različne mase je možno uporabiti različna mešala, ki so zelo hitro zamenljiva. Hitrost mešala je nastavljiva brezstopenjsko (hitrost glavnega vretena je od 20 do 100 obr/min). Tehnološki postopek mešanja lahko poteka avtomatsko po programu, ki je nastavljiv - hitrost vrtenja, pospeševanje, pojemanje in dvigovanje kotla. Stroj je robustne konstrukcije in sodobno oblikovan, ne zahteva posebnega vzdrževanja in ima dolgo življensko dobo. Vsi deli, ki pridejo v stik z mešalno maso, so izdelani iz nerjavečega jekla. STROJ ZA PLASTIFICIRANJE Stroj je namenjen za plastificiranje papirja, dokumentov, načrtov, slik in raznih drugih grafičnih izdelkov. Plastificiranje je lahko enostransko ali obojestransko. Hitrost stroja in temperaturo valjev lahko nastavimo na vrednosti, ki ustrezajo debelini in kvaliteti folije. max. delovna širina: aOO mm max. debelina papirja: 2 mm debelina folije: od 0.03 do 0.25 mm napetost in priključna moč: 220V, 4.3 kW dimenzije stroja: 1170x620x900 mm teža stroja: 100 kg, cca zmogljivost: do 7.5 m/min STROJ ZA KOSOVNO PAKIRANJE Stroj za pakiranje SPZ 01 je namenjen za pakiranje ploščatih predmetov, npr. sladolednih žličk v papirnate vrečke, ki jih tudi sam izdela iz dveh samolepilnih papirnatih trakov. Vrečke so medsebojno povezane, ločiti jih je možno po perforaciji. Stroj je opremljen s škarjami, ki odrežejo skupino vrečk z žličkami. Število žličk v enem paketu (seriji) je poljubno nastavljivo. Podajanje žličk je avtomatično s pomočjo vibracijskega podajal-nika. širina vhodnega papirja: 100 mm razmaki med žličkami: 38 mm koristni prostor v vrečki: 08x28 mm napetost, priključna moč; 220 V, 500 W tlak stisnjenega zraka: 6 bar dimenzije stroja: 1100x1100x1300 mm zmogljivost: 3000 kosov/h STROJ ZA AVTOMATSKO DOZIRANJE IN PAKIRANJE Pakiranje se opravlja v posebnih enotah (posodah), ki jih stroj sam ol-likuje iz plastične folije Folija (poUestet, PVC, polipropilen, polietilen ipd.) se odvija z bale Stroj v eni liniji oblikuje posode, jih napolni z marmelado, medom ipd., posode hermetično zapre z aluminijasto folijo, jih izseka iz traku in odlož' na transportni Irak Delovanje stroja je popolnoma avtomatsko. Krmiljen je i najsodobnejšimi elektronskimi elementi, ki zagotavljajo enostavno upravljanje in zanesljivo delovanje Vsi deli stroja, ki pri obratovanju prihajajo v stik s polnilno maso, so Izdelani iz nerjavečega jekla. Enostavna konstrukcija zagotavlja veNko zanesljivost df- .nnja Krmiljenje je možno tudi z uporabo mikroprocesorja. STROJ ZA IZDELAVO VREČK Stroj izdeluje vrečke za iuzlična pakiranja in sicer iz PVC (ali papir + PVCi cevi, ki je navila na jedro. Dolžino-zrečke naslavljamo poljubno, a stroj sam podaja PVC cev, jo reže in enostransko vari. Možna je tudi izvedba z vzdolžnim varjenjem vrečke po robu, 1 i. izdelava vrečk iz dveh trakov. Stroj je izdelan v namizni izvedbi. širina cevi (vrečke): 100 mm dolžina vrečke: 20 do 1000 mm napetost in priključna moč: 220 V, 300 W tlak stisnjenega zraka: 6 bar dimenzije stroja; 510x550x340 mm zmogljivost: do 3000 kosov/h STROJ ZA PAKIRANJE LANCET Stroj za pakiranje SPL 01 je namenjen za kosovno pakiranje kn/nih lancet, ki se uporabljajo v medicini. Stroj pakira lancete posamično, in sicer po dve isočasno v papirne vrečke, ki so med seboj povezane v serije po deset kosov. Posamične vrečke z že vpakirano lanceto so ločene s perforacijo Vse operacije, kot je podajanje lancet, izdelava papirnih vrečk, rezanje in odlaganje v zalogovnik, so avtomatske širina vhodnega papirja: 110 mm razmak med lancetami; 20 mm koristni prostor v vrečki 45x14 mm dimenzije stroja: 1000x1000* 1530 m m napetost in priključna moc; 220 V, 700 zmogljivost. 5000 kosov/h LI PAR 68333 Semič - YU tel.: (068) 56-197 fax: (068) 56-455 VAKUUMSKA TEHNIKA- KAMBIC ANTON ZDELAVA IN SERVISIRANJE LABORATORIJSKE OPREME 68333 SEMIČ, tel. in fax (068) 56-200 Olja za vakuumske črpalke SI ŽELITE DOBER VAKUUM? BREZ TEŽAV Z DOBRIMI VAKUUMSKIMI OLJI Na osnovi večletnih izkušenj ter potrditvi v pral