การสร้างระบบสุญญากาศจากปั๊มกลโรตารีและปั๊มแบบแพร่ไอน้ำมัน

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการออกแบบและสร้างระบบสุญญากาศจากปั๊มกลโรตารีและ ปั๊มแบบแพร่ไอน้ำมันที่มีต้นทุนต่ำ เพื่อนำมาใช้ในงานวิจัยด้านการเคลือบฟิล์มใน สุญญากาศและใช้เป็นสื่อการเรียนการสอน ระบบสุญญากาศได้รับการออกแบบ โดยไม่ใช้ การควบคุมด้วยระบบอัตโนมัติ ดังนั้นระบบสุญญากาศที่สร้างนี้จึงง่ายต่อการใช้งาน ภาชนะสุญญากาศที่ทำการสร้างมีหน้าต่าง 4 ด้าน และมีช่องสำหรับใส่อุปกรณ์จาก ภายนอก 12 ช่อง จากนั้นได้ทดสอบการทำสุญญากาศภายในภาชนะสุญญากาศใน 2 ขั้นตอน ได้แก่ (1) โดยการดูดอากาศออกด้วยปั๊มกลโรตารีเพียงอย่างเดียว และ (2) โดย การดูดอากาศออกด้วยปั๊มกลโรตารีและปั๊มแบบแพร่ไอน้ำมันพร้อมกันผลการทดลองพบว่า เมื่อดูดอากาศออกด้วยปั๊มกลโรตารีเพียงอย่างเดียว เป็นเวลา 60 นาที ความดันสุดท้ายที่ ทำได้มีค่าประมาณ 1.93×10^-2 mbar และเมื่อใช้ปั๊มกลโรตารีและปั๊มแบบแพร่ไอน้ำมัน ร่วมกันเป็นเวลา 180 นาที ความดันสุดท้ายที่ทำได้มีค่าประมาณ 3.40×10^-5 mbar และ ระบบสุญญากาศนี้มีอัตราการรั่วเป็น 1.18×10^-5
lmbar/s ซึ่งความดันสุญญากาศที่ได้ใน งานวิจัยนี้เป็นค่าที่เหมาะสม สามารถนำไปใช้ในกระบวนการเคลือบฟิล์มในสุญญากาศด้วย วิธีต่าง ๆ เช่น การระเหยสารด้วยความร้อน การระเหยสารด้วยแสงเลเซอร์ และการเคลือบ สารด้วยวิธีสปัตเตอริง เป็นต้น

A CONSTRICTION OF VACUUM SYSTEM FROM MECHANICAL ROTARY PUMP AND DIFFUSION PUMP

In this research work, a low cost vacuum system using a rotary pump and a diffusion pump has been designed and constructed. The vacuum system can be used for research in the areas of thin film depositions under vacuum as well as for teaching. It has been designed without automatic control and hence, it is easy to be used. The vacuum chamber has 4 windows and 12 slots for installing the equipments from the outside. The vacuum system has been tested by two steps, i.e., (1) using a rotary pump only and (2) a rotary pump together with a diffusion pump. The results show that the final pressure in the vacuum chamber is about 1.93 x 10^-2 mbar when it is evacuated by a rotary pump only for 60 min. However, the final pressure in the vacuum chamber is about 3.40×10^-5mbar when it is evacuated by a rotary pump and a diffusion pump for 180 min. The leak rate of vacuum system is 1.18×10^-5 lmbar/s. The vacuum obtained from this work is suitable for the deposition of thin films with various techniques such as thermal evaporation, laser evaporation and sputtering.