Kif Tispeċifika Pjanċa tat-Tisħin għall-Użu tal-Kamra tal-Vakwu?

F'kamra tal-vakwu l-assenza ta 'arja tneħħi t-trasferiment tas-sħana konvettiva. Is-sħana tiġi trasferita biss permezz tal-konduzzjoni (kuntatt tal-biċċa tax-xogħol) u r-radjazzjoni. Pjanċi tat-tisħin għas-servizz tal-vakwu għandhom jinbnew għal dan ir-reġim ta 'trasferiment tas-sħana mhux tas-soltu, u huma stess ma jsirux sors ta' kontaminazzjoni. Id-disinn ta 'pjanċa tat-tisħin għall-applikazzjonijiet tal-vakwu mhuwiex trivjali, peress li jeħtieġ li jittieħed kont tal-ġestjoni termali, ħruġ ta' gassijiet ta 'materjali, feedthroughs elettriċi, u s-sigurtà ta' vultaġġi għoljin. Pjanċa li taħdem tajjeb fl-arja tista’ tisħon żżejjed, toħroġ il-gass, jew ark meta titqiegħed taħt vakwu.

Ġestjoni Termali f'Sistemi tal-Vakwu
Mingħajr tkessiħ konvettiv pjanċa tat-tisħin tista 'tilħaq temperaturi ferm akbar milli fl-arja għall-istess input ta' enerġija. Il-komponenti tal-heater midfuna fil-pjanċa għandhom ikunu akkoppjati sew-mal-massa tal-pjanċa biex jiġi evitat sħana żejda lokalizzata. It-tħassib termali li ġej huwa importanti għall-applikazzjonijiet tal-vakwu.

Mekkaniżmi ta' Trasferiment tas-Sħana
Konduzzjoni - Il-metodu ewlieni tat-trasferiment tas-sħana għal biċċa tax-xogħol f'kuntatt mal-pjanċa. Kuntatt termali tajjeb (uċuħ ċatti, materjal ta 'interface termali fakultattiv) huwa meħtieġ.

Radjazzjoni - Importanti fuq it-temperatura tal-pjanċa ta '150 grad. It-trasmissjoni tas-sħana radjanti ssegwi r-regola ta' Stefan‐Boltzmann (q=εσ(Tp4−Tc4)) . L-emissività tal-wiċċ (ε) tal-pjanċa taffettwa t-tisħin ta' reġjuni mhux f'-kuntatt.

Ebda konvezzjoni - Ebda tkessiħ bl-arja tan-naħa ta' wara jew tal-bordijiet tal-pjanċa. Is-sħana li ma titwassalx lill-biċċa tax-xogħol tinħażen fil-pjanċa u t-temperatura tagħha tiżdied.

Akkoppjar tal-Pjanċa mal-Heater
Il-ħiters għandhom ikunu marbuta b'mod permanenti u mill-qrib mal-pjanċa biex tiġi minimizzata r-reżistenza tas-sħana. Ħiters tal-iskartoċċ brazed jew ikklampjati b'pejst konduttiv ta 'temperatura għolja (ibbażat fuq il-grafita) huma ppreferuti. Ħiters li jużaw tkessiħ konvettiv tal-ġisem tagħhom stess (ħiters tal-wajer miftuħa, pereżempju) mhumiex xierqa. Differenza maġġuri tad-disinn hija li d-densità tal-watt tal-heater għandha tkun derated għas-servizz tal-vakwu, tipikament 30-50% ta 'dak użat għall-arja, biex jiġi evitat li l-kisja tal-heater tissaħħan iżżejjed.

Sejbien tat-Temperatura
Is-sensuri tat-temperatura (termokoppji jew RTDs) għandhom ikunu inkorporati kemm jista' jkun qrib il-wiċċ tax-xogħol, preferibbilment sa 2–5 mm mill-wiċċ ta' fuq. Fil-vakwu t-temperatura tal-wiċċ ma tistax tinkiseb mill-qari tan-naħa ta 'wara jew tal-ġenb tal-arja. Hot spots huma aktar komuni mingħajr ekwalizzazzjoni konvettiva u huwa rakkomandat li jkun hemm diversi sensuri mxerrda madwar il-pjanċa biex jidentifikawhom.

Kontroll tal-Outgassing fi Pjanċi tat-Tisħin bil-Vakwu
L-ħruġ ta' gassijiet, ir-rilaxx ta' gassijiet maqbuda, umdità jew sustanzi volatili, mhuwiex aċċettabbli f'operazzjonijiet ta' vakwu, partikolarment vakwu għoli jew ultra-għoli (UHV). Il-materjali kollha fl-assemblaġġ tal-pjanċa tat-tisħin għandu jkollhom pressjoni baxxa tal-fwar u rati baxxi ta 'outgassing.

Materjal tal-Pjanċa
Stainless steel (304, 316, 316L) - L-għażla standard għall-pjanċi tat-tisħin bil-vakwu. Tneħħija baxxa tal-gass. Qawwa għolja. Electropolishing adattat biex jimminimizza l-erja tal-wiċċ u l-impuritajiet maqbuda.

Aluminju - Tajjeb għal vakwu moderat (10-3 sa 10-5 Torr) jekk imnaddaf u anodizzat sew. Iżda l-aluminju għandu kisi ta 'ossidu poruż li jaqbad l-umdità u għalhekk jieħu ħafna żmien biex jaħmi.

Ram - Użat minħabba l-konduttività termali tajba tiegħu, ir-ram jossidizza u jista' joħroġ il-gass jekk mhux miksi jew maħkum bil-vakwu-.

Polimeri oħra u PTFE
Kisjiet PTFE jew pjanċi PTFE solidi huma aċċettabbli fil-vakwu, għalkemm hija meħtieġa tqandil speċjali. Il-PTFE għandu ħruġ ta' gass negliġibbli wara bake inizjali-minħabba li jassorbi ftit li xejn umdità. Madankollu, PTFE mhuwiex rakkomandat għal UHV (taħt 10-7 Torr) minħabba l-ħruġ bil-mod tal-komposti tal-fluworin. Għall-biċċa l-kbira tal-applikazzjonijiet tal-vakwu industrijali (10⁻³ sa 10⁻⁶ Torr) PTFE ittrattat kif suppost huwa aċċettabbli. Bake-out minn qabel l-installazzjoni f'150-200 grad għal 24-48 siegħa taħt vakwu jelimina l-gassijiet adsorbiti.

Insulazzjoni tal-Wajer u Adeżivi
L-insulazzjoni tal-wajer għandha tkun klassifikata bil-vakwu. Il-materjali li jistgħu jintużaw huma:

PTFE (Teflon) - ftit ħruġ ta' gass wara l-ħofra Max. temperatura 260 grad.

Polyimide (Kapton) - Kompatibilità tajba ħafna tal-vakwu, klassifikazzjoni tat-temperatura għal 400C, ftit ħruġ tal-gass.

PVC, polyethylene jew najlon. Mhux aċċettabbli, huma jegħlbu l-plastiċizzanti u volatili oħra.

Għandhom jintużaw epoxies ta'-ħruġ ta' gass baxx (eż., EpoTek H77, Torr Seal) għat-twaħħil tas-sensuri jew l-iżgurar tal-wajers. Tużax adeżivi bbażati fuq is-silikon-jew siġillanti RTV peress li jegħlbu s-siloxani.

Tindif u bake out
Il-partijiet kollha għandhom jitnaddfu bl-użu ta 'solventi ta' grad vakwu (aċetun, alkoħol isopropil) u mmuntati f'ambjent nadif. Qabel ma tpoġġi l-pjanċa fis-servizz, assemblaġġ sħiħ bake-barra taħt vakwu f'100–150 grad għal 24–48 siegħa huwa rakkomandat. Din it-teknika telimina l-ilma u r-residwi volatili depożitati fuq il-wiċċ.

Feedthroughs Ermetiċi Elettriku
Il-wajers tal-qawwa u tas-sensorju għandhom jgħaddu mill-ħajt tal-kamra tal-vakwu mingħajr ma jnixxu. Konnetturi elettriċi standard b'siġilli elastomeri ma jistgħux jintużaw fil-vakwu minħabba li joħorġu-gass u jippermettu mikro-tnixxijiet. Feedthrus ermetiċi huma meħtieġa.

Pjanċi tat-Tisħin - Tipi ta 'Fedthroughs
Ħġieġ-ma'-issiġillar tal-metall - Iżolatur tal-ħġieġ huwa marbut ma' kaxxa tal-metall u pinnijiet kondutturi. Adattat għal temperaturi sa 250-400 grad, skond it-tip ta 'ħġieġ. Komuni għal pjanċi tat-tisħin ta' qawwa baxxa għal medja (fażi waħda sa 10 A għal kull pin).

Ċeramika inkollata ma 'flanġ tal-metall (alumina jew berillja). Siġilli taċ-ċeramika għall-metall. Klassifikazzjoni tat-temperatura ogħla (500 grad +) u integrità mtejba tal-vakwu (rata ta 'tnixxija < 1 × 10-10 atm cc/sec). Għal applikazzjonijiet ta 'qawwa għolja jew UHV.

Issiġillar tal-ħġieġ tal-kompressjoni - Orħos, iżda temperatura limitata għal bejn wieħed u ieħor 150 grad.

Numru u Klassifikazzjoni tal-pinnijiet Feedthroughs
L-ispeċifikazzjoni tal-pjanċa tat-tisħin tal-kamra tal-vakwu għandha tispeċifika n-numru ta' ċirkwiti elettriċi:

Enerġija għal kull żona tat-tisħin (2 wajers/żona)

Wajers tas-sensorju tat-temperatura (żewġ wajers għal kull termokoppja jew RTD)

Feedthrough multipin wieħed jista' jkollu diversi labar. Kull pin għandu jkun ikklassifikat għal kurrent akbar mill-kurrent massimu tal-heater. Pereżempju, heater ta '500 W f'120 V juża 4.2 A. A pin feedthrough ta' 10 A tagħmel.

Wiring Intern
Importanti: Wajers mill-feedthrough sal-pjanċa tat-tisħin fil-kamra tal-vakwu għandhom ikunu klassifikati bil-vakwu (iżolati PTFE jew Kapton) u ħielsa minn uċuħ sħan. Konnessjonijiet siguri bl-użu ta 'blokki terminali taċ-ċeramika jew standoffs. L-ebda irbit tal-kejbil jew tejps li jwaħħlu ma huma permessi.

Il-Liġi ta' Paschen (Tkissir Elettriku fil-Vakwu)
Skont il-liġi ta 'Paschen il-vultaġġ tat-tqassim bejn żewġ kondutturi jiddependi fuq il-pressjoni u d-distanza. Fi pressjoni atmosferika tkissir iseħħ f'vultaġġi għoljin (firxa kV għal lakuni żgħar). Il-vultaġġ tat-tqassim huwa mnaqqas ħafna f'vakwu moderat (10-1 sa 10-3 Torr) - f'ċerti każijiet għal ftit mijiet ta 'volts għal vojt ta' 1 mm. F'vakwu għoli (<10^5 Torr) the breakdown voltage increases again.

Il-prekawzjonijiet li ġejjin huma meħtieġa għall-pjanċi msaħħna bil-vakwu:

Żomm separazzjoni suffiċjenti minn uċuħ ertjati għal kondutturi attivi (eż. terminali tal-ħiters, pinnijiet li jgħaddu). Minimu ta' 5 mm għal 240 V ac jew 10 mm għal vultaġġi akbar huwa ssuġġerit.

Evita truf li jaqtgħu - Il-punti li jaqtgħu jikkonċentraw il-kamp elettriku u jnaqqsu l-vultaġġ tat-tqassim. Ippreferuti huma terminali fit-tond, rotot kondutturi lixxi.

Fil-każ ta 'linji twal interni, uża wajers protetti, ertjati fil-feedthrough tal-kamra.

Qabel l-applikazzjoni tal-qawwa sħiħa, ittestja r-reżistenza tal-insulazzjoni taħt vakwu.

Lista ta' Kontroll tad-Disinn tal-Vakwu - Hot Plates
Hawn taħt hawn sommarju tal-punti ewlenin li għandhom jiġu inklużi fi speċifikazzjoni għal pjanċa tat-tisħin tal-kamra tal-vakwu.

Rekwiżit tal-Kategorija Soluzzjoni Normali
Materjal tal-pjanċa 316 azzar li ma jissaddadx, ħruġ baxx ta 'gass, electropolished, jitnaddaf
Tip ta' heater Akkoppjar intima mal-pjanċa; derated għall-vakwu Ħiters tal-iskartoċċ Brazed (ġakketta Incoloy)
Densità tal-Watt Mnaqqsa biex tevita sħana żejda Inqas minn jew ugwali għal 5 W/cm2 (vs 8-10 W/cm2 fl-arja)
Sejbien tat-temperatura Inkorporat qrib il-wiċċ tax-xogħol Termokoppja tat-Tip K jew PT100 RTD
Insulazzjoni tal-wajer PTFE (Teflon) jew Kapton Low outgassing, vakwu ratata
Siġġillanti/adeżivi Epossidi b'gass baxx EpoTek H77, Siġill Torr (l-ebda silikoni)
Feedthroughs elettriċi Ermetiċi, tnixxija-issikkataĦġieġ-għall--metall jew ċeramika għal metall
Klassifikazzjoni tal-kurrent li jgħaddi Jeċċedi t-tagħbija tal-heater Iktar minn jew ugwali għal 10 A għal kull pin tal-qawwa għal pjanċi tipiċi ta' 1-2 kW
Spazju ta' vultaġġ għoli Tipprevjeni t-tkissir ta' Paschen Spazju akbar minn jew ugwali għal 5 mm (240 V), terminali arrotondati
Bake-out qabel is-servizz Tneħħi gassijiet adsorbiti 100-150 grad taħt vakwu għal 24-48 siegħa
Każijiet Speċjali: Pjanċi tat-Tisħin Radjanti
F'xi proċessi tal-vakwu, il-pjanċa tat-tisħin mhix maħsuba biex tikkuntattja l-biċċa tax-xogħol direttament. Minflok, il-pjanċa tirradja s-sħana lill-biċċa tax-xogħol tul vojt. F'din il-konfigurazzjoni, l-emissività tal-wiċċ tal-pjanċa ssir kritika. Kisja b'emissività għolja (eż., anodizza sewda fuq l-aluminju, jew Pyromark 2500 fuq l-istainless steel) hija applikata biex iżid it-trasferiment tas-sħana radjanti. Madankollu, il-kisi għandu jkun kompatibbli mal-vakwu u mhux barra mill-gass. Pyromark 2500, kisja bbażata fuq iċ-ċeramika, ħafna drabi tintuża għal ħiters radjanti bil-vakwu sa 600 grad.

Konklużjoni
Il-pjanċi tat-tisħin tal-kamra tal-vakwu jeħtieġu disinn speċjalizzat għall-ġestjoni termali u l-kontroll tal-kontaminazzjoni. In-nuqqas ta' tkessiħ konvettiv ifisser li l-ħiters għandhom ikunu akkoppjati sew mal-pjanċa u mħaddma b'densità mnaqqsa ta' watt. L-ħruġ tal-gass huwa kkontrollat ​​billi jintgħażlu materjali bi pressjoni baxxa tal-fwar (azzar li ma jissaddadx, PTFE, Kapton) u billi jsir bake-out qabel is-servizz. Feedthroughs elettriċi ermetiċi (ħġieġ għal metall jew ċeramika għal metall) huma obbligatorji biex tinżamm l-integrità tal-kamra. Il-liġi ta 'Paschen timponi rekwiżiti ta' tneħħija biex tipprevjeni l-ark f'livelli moderati ta 'vakwu. L-ambjent tal-applikazzjoni-il-livell tal-vakwu, il-firxa tat-temperatura, u s-sensittività tal-proċess-tiddetta l-ispeċifiċitajiet tad-disinn. Pjanċa tat-tisħin bil-vakwu speċifikata kif suppost tipprovdi trasferiment tas-sħana affidabbli u ħieles mill-kontaminazzjoni f'ambjent fejn il-konvezzjoni hija nieqsa u kull għażla materjali hija importanti.