Vakuová technika

Vztahy:

Předmět F7PBNVT lze klasifikovat až po úspěšné klasifikaci předmětu F7PBNFY2

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra přírodovědných oborů

Anotace:

Výuka bude vedena prezenčním způsobem, a bude rozdělena na přednášky, laboratoře. K aktivizaci studentů budou sloužit krátké diskuse nad tématem přednášky či laboratoří, a to jak na začátku tak v průběhu výuky. Na úvod cvičení budou realizovány krátké testy (5 min.) na ověření znalostí z předchozí hodiny, čímž vyučující získá zpětnou vazbu o znalostech studentů. V rámci laboratoří bude student samostatně zpracovávat odborná témata tak aby získal praktické zkušenosti z dané problematiky, zde dostane student prostor i pro vlastní kreativitu zejména při psaní závěrečných zpráv.

Pro výuku a zejména komunikaci mezi vyučujícími a studenty bude využíváno prostředí Moodle.

Požadavky:

Požadavky zápočtu:

Účast na laboratorních cvičeních a naměření všech laboratorních úloh

Úspěšné vypracování protokolů ze všech úloh

Požadavky zkouška:

Zapsaný zápočet v systému KOS

Zkouška se skládá z teoretických a praktických otázek pokrývající probranou látku

Zkouška je písemná a je doplněna ústní dozkoušením

Důraz je kladen na porozumění dané problematice a souvislosti.

Klasifikace dle ECTS

Osnova přednášek:

1. Definice pojmů, motivace pro vědu i aplikace

2. Bezpečnost práce v laboratoři, zásady bezpečné práce s obecnou aparaturou

3. Vlastnosti plynů při nízkých tlacích (viskózní a molekulární proudění plynů)

4. Design a konstrukce vakuových aparatur

5. Materiály pro vakuové aparatury a těsnění

6. Generace vakua principy a parametry vakuových vývěv

7. Generace vakua II principy a parametry vakuových vývěv

8. Měření tlaku plynu v aparatuře pomocí různých technik

9. Ostatní vlastnosti plynů a jak je měřit

10.Hledání netěsností aparatury

11.Příprava vzorků pomocí technologií za sníženého tlaku

12.Analytické techniky za sníženého tlaku

13.Průmyslové aplikace fyziky nízkých tlaků

14.Vyhodnocení laboratorních úloh a test. Udělení klasifikovaného zápočtu

Osnova cvičení:

Laboratorní úlohy 1 Aparatura s difuzní olejovou vývěvou

Laboratorní úlohy 2 Aparatura s turbomolekulární vývěvou

Laboratorní úlohy 3 Aparatura s membránovou a kryosorpční vývěvou

Laboratorní úlohy 4 Aparatura s rotační olejovou vývěvou

Laboratorní úlohy 5 Hledání netěsností

Laboratorní úlohy 6 Cyklus pulsní laserové depozice

Cíle studia:

Základy teorie viskózního a molekulárního proudění plynů. Příprava a měření nízkých tlaků. Principy a praktické parametry vakuových vývěv, zejména: rotační olejová, Rootsova, membránová, kryosorpční, turbomolekulární. Měření tlaku plynu v aparatuře pomocí různých technik: Piraniho, Penningův, kapacitní vakuometr. Materiály pro konstrukci a těsnění vakuových aparatur. Průmyslové a vědecké aplikace vyžadující nízké tlaky (příprava a analýzy tenkých vrstev). Praktická část na skutečných vědeckých aparaturách.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] KRÁL, Jaroslav. Cvičení z vakuové techniky. 2. vyd. V Praze: ČVUT, 2015. 60 s. ISBN 978-80-01-05691-2.

[2] HATA, David M., Elena V. BREWER a Nancy J. LOUWAGIE. Introduction to Vacuum Technology. Milne Open Textbooks, 2023. ISBN 9781942341963.

Doporučená literatura:

[1] JOUSTEN, Karl. Handbook of Vacuum Technology. 2nd ed. Wiley, 2016. 1026 s. ISBN 978-3-527-41338-6.

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Bakalářský studijní program Biomedicínské nanotechnologie (povinný předmět)