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Appunti di Surface technology riscritti al PC
Politecnico di Milano materials engineering and nanotechnology - ingegneria dei materiali e delle nanotecnologie 2018
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Il testo illustra i fondamenti della tecnologia del vuoto, definendo il cammino libero medio e distinguendo i regimi di flusso molecolare in base al numero di Knudsen. Vengono introdotti parametri critici come portata, conduttanza e velocità di pompaggio, essenziali per calcolare il tempo necessario a raggiungere pressioni specifiche nei processi industriali. Infine, si descrivono le diverse tipologie di pompe meccaniche, dalle rotanti alle turbo-molecolari, necessarie per ottenere i livelli di vuoto richiesti nelle tecniche di rivestimento PVD.
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- La tecnologia del vuoto è fondamentale per i processi di deposizione fisica di vapore (PVD) poiché riduce il cammino libero medio delle molecole, permettendo loro di raggiungere le superfici senza collisioni indesiderate.
- In base al numero di Knudsen, si distinguono tre regimi di flusso: regime molecolare (Kn > 1), regime intermedio e regime viscoso (Kn < 0.01), dove il comportamento del gas cambia drasticamente in funzione delle dimensioni della camera.
- Le grandezze chiave per la progettazione dei sistemi a vuoto sono la portata, definita come variazione di pressione-volume nel tempo, e la conduttanza, che rappresenta la facilità con cui il gas attraversa un condotto.
- La velocità di pompaggio è sempre inferiore alla velocità di uscita della pompa a causa delle perdite di carico nel sistema, rendendo essenziale massimizzare la conduttanza riducendo lunghezze e aumentando i diametri dei tubi.
- I sistemi di vuoto operano in fasi sequenziali: una prima fase con pompe rotanti per raggiungere il basso/medio vuoto, seguita da pompe a diffusione o turbo-molecolari per ottenere l'alto e ultra-alto vuoto necessario ai coating avanzati.
- Il tempo di pompaggio segue un andamento esponenziale iniziale determinato dalla velocità di pompaggio e dal volume della camera, fino a raggiungere uno stato di equilibrio dove il gas rimosso è bilanciato dalle perdite da outgassing.
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SURFACE TECHNOLOGY · 1° anno · 2° semestre · 5 CFU · IMAT-01/A
The course is aimed at describing and explaining important surface-modification techniques used in the industrial practice. All the features of the single technique are examined, including the basic principles, operating parameters, industrial equipment, monitoring methods, quality control and industrial…