Große CFK Vakuumkammer - erster Test

Man könnte gezielt während der Bedampfung Sauerstoff bzw. Luft einlassen. Entweder über ein spezielles Vakuum-Ventil, mit dem man einen definierten Gasfluss erzeugen kann, oder über eine Selbstbaumethode, die ja, glaube ich, von euch bereits hier gezeigt wurde. Bzw. könnte man bei 10-4 oder 10-3mbar beginnen zu bedampfen. Da sollte sich das Restgas auch negativ auswirken...

Ob stärker ausgasende Materialien eine Rolle spielen? Wenn diese Teile während der Bedampfung durch die Strahlungswärme zu heiß werden, durchaus. Der Dampfdruck geht ja schließlich exponentiell mit der Temperatur. Wenn aber die meisten Oberflächen schön "dick" (einige hundert nm) mit Alu bedampft sind, ist ohnehin weitgehend Schluss mit Ausgasen. Daher werden Vakuumanlagen auchnur dann von den Schichten befreit, wenn es zu Abplatzungen kommt und die feinen Partikel Probleme an den Proben oder an den Pumpen verursachen könnten.

Hallo Toni,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Man könnte gezielt während der Bedampfung Sauerstoff bzw. Luft einlassen....<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

...das hört sich machbar an. Dabei hätte ich noch die Alternative Öldi &lt;=&gt; Turbo. Ich werde aber erst mal "Bavaria" voll gebrauchsfertig machen. Da fehlt z. B. noch die "Fangvorrichtung" für das Schauglas. Wer demnächst damit spielen wird weiß ich aber schon [:D]

Gruß Kurt

Hallo Leute,

"Der war gut
Also 1x10E-5 mbar ist ein sehr feines Hochvakuum."

Kai, für gute Dinge bin ich immer zu haben, kennst mich doch [:D]
Meinte natürlich Ultrahochvakuum, hast natürlich Recht. Hatte die verschiedenen Abstufungen nicht mehr richtig im Gedächtnis. 10^-7 bis 10^-12 ist UHV, und dahin brauchen wir ja NICHT hinzukommen. Allerdings dachte ich tatsächlich, dass ich bei "nur" 2x10^-5 mbar, also im normalen Hochvakuumbereich, mit dem Glimmen bereits die meisten virtuellen Lecks "trockenlegen" würde und so die Wassermoleküle aus allen Löchern und Wänden bekäme? Da habe ich wohl einen Denkfehler was das Glimmen angeht?

Toni, "die Schichten werden rauher und reflektieren schlechter. Auch die Haftung wird schlechter".
Danke nochmal für deine Ausführungen. Das mit der Haftung sehe ich nicht so kritisch...wenn der Tesatest bestanden wird, langt das in der Regel ja zum Beobachten [:D] Aber wenn die Oberfläche rauher wird und die Reflektivität darunter leidet, werde ich deine Ratschläge befolgen-bin gespannt auf Kurts Verunreinigungs-Versuche! Handschuhe tun aber ja nicht weh und entfetten tu ich meine anderen Kochtöpfe ja eh am laufenden Band, hihihi...[:)]

Kurt,"Daraus resultiert V = 0,091 m³ und O = 1.13 m². Diese Werte sind nun wirklich nicht allzu viel höher als die von "Bavaria". Daher kann man annehmen auch hier die etwas unterdimensionierte Edwards E02 noch gut genug arbeiten würde."

Hmmmm....wenn das so ist...was hälst du davon, wenn ich dann gleich auf folgenden Topf gehe:

https://www.ebay.de/itm/Suppen…0a74c2:g:snkAAOSwvg9XdUPF

Der hat 63,5cm Aussendurchmesser und damit könnten wir auch unsere
größten Spiegel mit 24 Zoll bedampfen. Auf unserer Fräse könnten wir wohl eine Bodenplatte dafür schön planfräsen und wenn du meinst, dass die Leistung der Öldi ausreicht...Zeit haben wir ja, in Bayern ticken die Uhren eh anders, hahaha

liebe Grüße,

Alfredo

Hallo Alfredo,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Hmmmm....wenn das so ist...was hälst du davon, wenn ich dann gleich auf folgenden Topf gehe:...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

falls das funktionieren würde wärest du der neue Weltmeister in der Disziplin <b>Missbrauch von Suppentöpfen</b>. Bisher halte ich mich für den Titelinhaber [:D]

Jetzt mal ernsthafter:

1. Der von dir ausgeguckte Topf hat Di = 600 mm. Ein 24" Substrat würde da nur als Bruch hineinpassen.

2. Ob dieser Pott für etwas weniger Substratdurchmesser tauglich wäre hängt von seiner Vakuumfestigkeit ab. Der in meinem obigen Bild 23 gezeigte Topf ist dem ausgeguckten sehr ähnlich. Er hat Di = 395 mm und 1,2 mn Wandstärke. Wie man sieht ist der Boden durch eine dicke Glasplatte ersetzt. Das könnte man auch bei dem größeren Pott realisieten. Statt Glas wäre auch eine hinreichend dicke Aluplatte geeignet. Voraussetzung wäre aber eine Wandstärke des Topfes mit deutlich mehr als 1,2 Wandstärke. Ich weiß zufällig was passiert wenn man einen 28 cm Pott dieser Bauart evakuieren will, der nur 0,7 mm Wandstärke hat[B)]. Er verwindet sich derart dass man ihn nicht richtig evakuieren kann. Wenn man dann den Versuch abbricht bleibt er weiter als Suppentopf nutzbar.

3. Geht der große Pott der kleinen Öldi? Mit genügend Zeit sehr wahrscheinlich, vorausgesetzt natürlich der Pott hält.

Aber es könnte dabei noch einen Haken geben. Du musst ja bei erreichen des HV den Kessel zwecks Glimmreinigung auf ca. 0,1 &lt;=&gt; 0,01 mb belüften. Nach Ende der der Glimmung muss die Pumpe dann wieder möglichst schnell HV erreichen. Sonst geht der Glimm- Reinigungseffekt wieder flöten. Bei "Bavaria" ist das noch kein Problem. Da hat man ca. 20 s nach Ende Glimmen und schließen der Belüftung wieder gesundes HV um das Al erfolgreich abfeuern zu können. Wie das aber bei ungefähr dem doppelten Kesselvolumen funktioniert weiß ich leider nicht. Man könnte allerdings mit „Bavaria“ ausprobieren wie lange man nach dem Glimmen bis zum Al- feuern verzögern darf.

4. Alternativ zu dem von dir ausgeguckten Pott könnte man einen passenden „stricken“, z. B. in der Art wie vorgestellt in
http://www.astrotreff.de/topic…IC_ID=182636&whichpage=20

Vielleicht findet sich aber auch ein Experte in Sachen Behälterbau der es besser kann.

Gruß Kurt

Hallo Kurt und Kai,

das mit dem Glimmen könnte tatsächlich zum Problem werden,Kurt,
wenn man mit solch einer relativ kleinen Pumpe nicht in kurzer
Zeit danach wieder in den HV-Bereich kommt, hatte ich gar nicht mehr auf dem Radar...wäre aber ein Versuch wert, selbst bei doppeltem Volumen, denk ich. Ansonsten hilft eines Tages nur ne größere Pumpe, aber es pressiert ja nix...

Das mit dem Suppentopf möchte ich aber noch nicht ganz aufgeben,
vielleicht könnte ich nächstes Jahr mal als Zwischenstep erstmal einen passenden für 20"-Spiegel testen. Mit unten einer dicken Aluplatte à la Kurt als Abschluss. Geschweißt. Was meinst du Kai, könnte man sich da ein Highspeed-Video ersparen?[:D] Wäre da ein flacher Abschluss bei der Größenordnung vielleicht noch handelbar?
Müsste mal durchrechnen, ob das statisch noch machbar ist.

lg,

Alfredo

Hallo Kai

Kann es sein das Du Durchmesser statt Radius eingesetzt hast ?

Ich finde im Dubbel Ausgabe 1983 Seite 215 für die Durchbiegung bei runde Platte gelenkig gelagerten Rand :

Sigma = 1,24 * P *R^2/h^2

f = 0,696 * P * ^R^4/(E * h^3) : mit E = 70000 N/mm^2

Das ergibt bei mir (0,3 m Radius ; 20 mm Dicke) 1 mm Durchbiegung und eine Spannung von 27,9 N/mm^2 , also noch ganz passable Werte .
Aber Du denkst wohl schon in der 1,2 m Größe .

Viele Grüße Rainer

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: fraxinus</i>
Vom Gefühl erscheinen mir selbst die 15mm zu dünn.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Man könnte doch außen ein oder zwei dicke Stahlträger auf die Aluplatte auflegen und mit dicken Schrauben durch die Aluplatte verschrauben. Die Schrauben werden auf Zug belastet und der innenliegende Schraubenkopf bekommt eine Teflon- oder Kupferdichtung, die sich durch hohen Druck selbst abdichtet. Die Zugkraft in den Schrauben müsste man natürlich vorher berechnen und dann die Schrauben mit entsprechendem Sicherheitsfaktor auswählen. Wäre blöd wenn der Schraubenkopf abreisst und gegen den Spiegel fliegt.

Gruß
Michael

Hallo Kai,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">ein Durchgang war Aufschmelzen und danach gleich verdampfen.
Dann das ganze nochmal.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
mittlerweile hab ich meinen sechsfach – Verdampfer voll bestückt und beladen mit Spartrafo =&gt; Schweißtrafo gespeist um auch beliebig moderat heizen zu können. Aber je geringer die Heizleistung desto größer wird der Zeitunterschied zwischen Aufschmelzen des ersten und letzten Reiters. Das taugt also für meine Konfiguration nix. Ich gehe wieder allein mit dem Schweißtrafo bei für die Wendeln max. Strom auf den Verdampfer los. Der Zeitunterschied für das Aufschmelzen aller Reiter liegt dabei im Bereich 2- 3 s. Damit kann ich erst mal leben. [:)]

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Die folgenden Zahlen engen den Versuchsbereich schon mal ein:<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Danke für die wiederholte Darstellung der Tabelle. Ohne Berücksichtigung der Wiederbedeckung scheint mir nur der Druckbereich &lt; E-4mb &gt; E-5 mb interessant zu sein. Als Beispiel
dazu hab ich zwei Probegläser bei deutlich unterschiedlichen Vakua in „Bavaria“ bedampft.

<b>Bild 34</b>


Man erkennt praktisch keinen Unterschied der Schichtqualität. Bei vis. Vergleich mit einem Badezimmerspiegel erscheinen beide Probegläser einen Tick heller und gleich hell wie ein vor 18 Monaten bedampftes Probeglas. Letzteres hab ich damals mit Reflexionsgrad nahe 90% gemessen.

Der einzige Unterschied zwischen den beiden neuen Probegläsern besteht nur in der Schichtdicke, obwohl in beiden Fällen 6 x meine Al- „Standard“-Reiter verwendet wurden. Man erkennt den Unterschied wenn man beide Gläser vor eine helle LED hält. Bei dem bei 2 x E-5 mb bedampften Glas ist die LED absolut nicht bei dem anderen Glas dagegen schwach zu erkennen. Ich kann sogar nachweisen wo denn das für die Schichtbildung verlorene Al bei 2 x E-5 mb geblieben ist.

<b>Bild 35</b>

Offensichtlich hat der höhere Restgasdruck einen merklichen Anteil der Al- Atome auf ungerade Wege gezwungen. Dieser Verlust scheint aber noch keinen merklichen Einfluss auf das Reflexionsvermögen der Spiegelschicht zu haben.

<b>Zu Wiederbedeckung</b>
Damit ist doch die moleküldicke Wiederbedeckung des Substrates mit Wasserdampf gemeint, nachdem man diese Schicht vorher mittels Glimmen weggeprügelt hat oder? Bei den Druckwerten zur Wiederbedeckung muss man wohl mit dem Partialdruck des Wasserdampfes rechnen und nicht einfach den irgendwie gemessenen Kammerdruck nehmen?

Mir wurde gesagt dass eine derartige Schicht die gute Haftung von Al auf Glas verhindert. Jedenfalls hab ich es ohne Glimmung noch nie geschafft eine Tesatest- feste Al- Schicht zu produzieren. [8)]

(==&gt;) all,
Das Glimmen läuft bei mir (neuerdings) standardmäßig mir so: Nach erreichen des HV von 2 x E-5 mb (obiger Versuch A) wird bis auf ca. 1 x E-2 mb belüftet. Dann wird die Glimmspannung eingeschaltet und es glimmt. Die 1 x E-2 mb werden ggf. durch manuelle Nachsteuerung der Belüftungsdrossel geregelt und für 60“ gehalten. Dann wird die Drossel geschlossen. Die Glimmung erlischt ca. 5 s später bei 3 x E-4 mb. Diese Prozedur hab ich im obigen Fall 3x wiederholt. Nach dem dritten schließen der Drossel wird nach 30 s die Verdampferheizung für 30 aktiviert.

Bei Versuch B wurde bei erstmaligen erreichen von 9 x E-4 mb die Glimmspannung eingeschaltet, 60“ lang wie bei A geregelt, dann die Drossel geschlossen bis zum erlöschen der Glimmung bei 3 x E-4 mb. Da aber danach der Druck fallende Tendenz hat wurde vor Einschaltung der Verdampferheizung mithilfe der Drossel gegengesteuert. Zu meiner Überraschung zeigte sich die so bedampfte Probe genau so Tesatest-fest wie Probe A.

<b>Neue Glimmvorrichtung</b>
Bis vor dem im Bild beschrieben Versuch hatte ich das Netzgerät eines kleinen He-Ne Lasers als el. Versorger für die Glimmstrecke missbraucht. Das schien mir aber für „Bavaria“ eher grenzwertig zu sein. Nach kurzer Suche in der „Bucht“ fand ich einen vermutlich gut geeigneten, kompakten Tesla- Trafo mit der dazugehörigen Elektronik, siehe
http://www.ebay.de/itm/Hochspa…4a5cef:g:-YcAAOSwY45USHg-

Das Teil soll bei 12 V Betriebsspannung 50W Dauerleistung in HF – Hochspannung (30 - 60 kHz, einige KV) liefern und bei höherer Versorgungsspannung kurzzeitig sogar ca. 100W.

Es hängt jetzt provisorisch unter der Basisplatte von „Bavaria“, wird aber als nächstes zwecks HF Abschirmung metallisch eingehaust werden.

<b>Bild 36</b>

Als Versorgung dient vorläufig ein 12 V Akku. Die vorhandene el. Durchführung für die Glimmspannung konnte ich problemlos nutzen. Die Elektrode in Vakuumraum musste aber ersetzt werden, weil zu kurz und zu dünn. Das war aber kein Problem. Die neue besteht aus einem Edelstahl- Drahtring d=1, D=230.

<b>Bild 37</b>

So sieht man die Glimmstrecke bei ihrer zweckdienlichen Arbeit am Substrat durch das Sichtfenster.

<b>Bild 38</b>

Die grundverschiedene Glimmfarbe ist ein klares Indiz für die unterschiedliche Zusammensetzung des Restgases. Immer wenn mit Raumluft belüftet wird leuchtet es purpurrot.

<b>Bild 39</b>

Mit fallendem Druck wird der leuchtende „Nebel“ in der Kammer immer dichter. Der leuchtende Ring der Elektrode verblasst dagegen.

<b>Bild 40</b>

Keine Ahnung ob diese letzte Aufhellung an der Zuführung der Elektrode
von Belang ist und ob meine Elektrodengeometrie optimal ist. Erläuterungen und Empfehlungen sind herzlich willkommen.

Hallo Alfredo,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Das mit dem Glimmen könnte tatsächlich zum Problem werden,Kurt,
wenn man mit solch einer relativ kleinen Pumpe nicht in kurzer...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Nach den oben beschriebenen Versuchsergebnissen glaube ich nicht mehr dass das zum Problem wird.

Hallo Reiner,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Hallo Kai

Kann es sein das Du Durchmesser statt Radius eingesetzt hast ?

Ich finde im Dubbel Ausgabe 1983 Seite 215 für die Durchbiegung bei runde Platte gelenkig gelagerten Rand :

Sigma = 1,24 * P *R^2/h^2

f = 0,696 * P * ^R^4/(E * h^3) : mit E = 70000 N/mm^2<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Danke ebenfalls für die Korrektur. Ich weiß zwar noch wo mein Dubbel steht, hatte aber keine Zeit und Lust selber zu rechnen[}:)].

Hallo Michael,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Man könnte doch außen ein oder zwei dicke Stahlträger auf die Aluplatte auflegen und mit dicken Schrauben durch die Aluplatte verschrauben. Die Schrauben werden auf Zug belastet und der innenliegende Schraubenkopf bekommt eine Teflon- oder Kupferdichtung, die sich durch hohen Druck selbst abdichtet. Die Zugkraft in den Schrauben müsste man natürlich vorher berechnen und dann die Schrauben mit entsprechendem Sicherheitsfaktor auswählen. Wäre blöd wenn der Schraubenkopf abreisst und gegen den Spiegel fliegt.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

An so etwas in der Art hab ich auch schon gedacht. Dabei wäre vielleicht auch eine schweißtechnische Verbindung von Al- Trägern mit einer relativ dünnen Platte denkbar.

Bei den von Alfredo vorgeschlagenen 600 mm Topf halte ich schätzungsweise eine Lösung mit 25 mm dickem Glasdeckel d =25 für machbar, vorausgesetzt die Zylinderwand und der Kesselboden sind dick genug. Man hätte damit auch ein prächtig großes Schauglas. Das wäre so ähnlich wie mein fast- 400 mm Topf gemäß obigem Bild 23.

Gruß Kurt

Edit: Beschriftung in Bild 34 ergänzt.

Die rötliche Farbe spricht für einen hohen Anteil an Stickstoff im Restgas. Die hellere Farbe (bläulich bzw. eher weiß) erinnert mich mehr an Sauerstoff. Für die Wiederbedeckungszeiten müste man tatsächlich den jeweiligen Dampfdruck nehmen. Ich nehme aber an, dass in diesem Druckbereich das Restgasspektrum noch vom Wasser und der Luft bestimmt wird. Wenn eine Öldiffusionspumpe ohne LN2-Baffle betrieben wird, dürfte das Restgas zu ca. 70-80% aus Wasser, 10-15% N2, ein paar % O2 bestehen. Mit LN2-Baffle wird das Wasser dann geringer und vorallem die Öldampfrückströmungen werden masiv reduziert. Der Sauerstoff-Partialdruck ist aber stark ausschlaggebend für die vorher erwähnte Farbe des Plasmas beim Glimmen. Dass ohne Glimmen keine Haftung erzielt werden kann, ist klar: wie schon oft erwähnt hat jede Oberfläche, die man ins Vakuum bringt, eine dicke Wasser- bzw. Dreckhaut, die oft dicker ist als die Schicht, die man aufbringen will. Wie soll da eine Schicht haften? Daher auch die notwendige Vorreinigung an Luft, das Ausheizen an Luft und das warme Einbringen ins Vakuum. All das verringert die Wasser- und Dreckschicht enorm und das Glimmen erledigt dann den Rest. Die gezeigt Glimmentladung schaut sehr gut und gleichmäßig aus. Das helle Plasma am Ende der Entladung könnte sogar dazu führen, das einige Atome vom Edelstahldraht abgesputtert werden, was gar nicht so schlecht ist, weil es durchaus als Haftvermittler bzw. als Kondensatinskeime für die Schichtatome dienen könnte.

Heutzutage wird bei den ionenunterstützten Beschichtungsverfahren die Reinigung mittels Ionenbeschuss ("Sputter-Cleaning") durchgeführt. Damit wird nicht nur die Dreckschicht weggeputzt, sondern es werden auch einige nm von der Oberfläche abgetragen. So erhält man tlw. atomar reine Oberflächen und die Haftung wird extrem gut. Da geht es aber eher um mechanisch belastete Schichten (TiN-TiC-Bohrer oder Fräser).

Hallo Kurt

Die 16 mm Durchbiegung erschienen mir einfach zuviel .
Kai hatte da ja auch Bedenken und ein Fragezeichen gemacht .

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Keine Ahnung ob diese letzte Aufhellung an der Zuführung der Elektrode
von Belang ist und ob meine Elektrodengeometrie optimal ist. Erläuterungen und Empfehlungen sind herzlich willkommen.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Man sieht das das elektrische Feld nicht ganz homogen ist . Am Übergang von der Durchführung zum dünnen Draht ergibt sich eine (lokale) Erhöhung der Feldstärke . Das könnte man durch die in der Hochspannungstechnik üblichen Maßnahmen (zB. Kugel) reduzieren , aber wozu ?

So wie ich Toni verstanden habe kann es nicht schaden Ionenquellen zu haben .
Die lokale Feldstärke ist proportional zur Flächenladungsdichte . Du kannst nadelfeine Spitzen (Richtung zum Substrat) am Umfang des rund gebogenen Drahtes anbringen . So sollte es auch bei etwas niedrigeren Druck noch genug Ionen geben .

Viele Grüße Rainer

Das mit den Spitzen würde ich nicht machen. Von dort können "Überschläge" (Entladungen) ausgehen, die letztlich wie ein Kurzschluss wirken und nicht so angenehm sind für die Spannungsversorgung falls die nicht entsprechende Schutzschaltungen aufweist.

Hallo,

vielen Dank allen für die aussagefähigen Beiträge!

"Nach den oben beschriebenen Versuchsergebnissen glaube ich nicht mehr dass das zum Problem wird."

Kurt, DAS ist wirklich eine gute Nachricht. Danke für die tollen Versuche und Bilder! Bleibt also "nur" noch der Kesselbau. Und da bin ich jetzt nach Kai´s/Toni´s/Rainer´s und Michael´s Beiträgen optimistisch, dass der 24"er mit nem ausgesteiften Suppentopf machbar ist [:)]
Leider muss ich mich jetzt aber vorerst ausklinken hier, da ich mir
beim Sport ein Handgelenk gebrochen habe und ne op brauch [xx(]

bis bald,

Alfredo [:)]

(==&gt;) Alfredo,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Leider muss ich mich jetzt aber vorerst ausklinken hier, da ich mir
beim Sport ein Handgelenk gebrochen habe und ne op brauch <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Mitgefühl und baldmögliche Genesung! Zum Spielen mit „Bavaria“ o. ä. wirst du ganz bestimmt zwei gesunde Hände brauchen. [8D]

(==&gt;)Rainer,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Du kannst nadelfeine Spitzen (Richtung zum Substrat) am Umfang des rund gebogenen Drahtes anbringen . So sollte es auch bei etwas niedrigeren Druck noch genug Ionen geben...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Nein, lieber nicht! So etwas in der Art hatte ich bei meinen ersten Versuchen gemacht und dabei irgendwelches Geknatter gehört. Das passt wohl zur Anmerkung von Toni: „Von dort können "Überschläge" (Entladungen) ausgehen...“
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Man sieht das das elektrische Feld nicht ganz homogen ist . Am Übergang von der Durchführung zum dünnen Draht ergibt sich eine (lokale) Erhöhung der Feldstärke . Das könnte man durch die in der Hochspannungstechnik üblichen Maßnahmen (zB. Kugel) reduzieren , aber wozu ? <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
In dem Zusammenhang hab ich noch einige Kleinigkeiten nachzutragen bzw. zu ergänzen:

1. Bei meinem ersten Glimmspannungsgenerator hatte ich einen 0,6 mm x 150 mm Edelstahldraht als Elektrode verwendet. Der wurde kurz vor Ende der Glimmentladung deutlich sichtbar rot glühend.

2. Bei dem neuen Generator gemäß Bild 36 ist eine Schleife D ca. 100 mm aus relativ steifer Kupferlitze 1,5 mm² verwendet worden. Diese wurde derart heiß dass sie sich unter ihrem Eigengewicht bis zur Grundplatte abgesenkt und den Generator kurzgeschlossen hatte. Der Generator hat das zum Glück schadlos verkraftet.

3. Dann hab ich eine Al- Schleife D = 200, d=2 eingesetzt. Auch diese wurde während des Glimmen so heiß dass sie sichtbar in Bewegung Richtung Boden geriet.

4. Derzeit verwende ich eine Edelstahlschleife D=260, d=2. Diese wird zwar auch heiß, bleibt aber formstabil. Damit hab ich einige weitere erfolgreiche Bedampfungsversuche durchgezogen. (Erfolgreich heißt hier: Belag sauber glänzend und Tesatest- fest). Dabei wurde bei erreichen des Zielvakuums die Glimmspannung eingeschaltet und dann vorsichtig bis zum selbsttätigen Zünden der Glimmentladung belüftet. Das passiert reproduzierbar bei ca. 2 x E-4 mb. Nach schließen der Belüftung hält sich die Glimmentladung bis ca. 1 x E-4 mb. In diesem Bereich stellt sich die Glimmentladung als gleichförmig diffus leuchtender Nebel ohne erkennbare Heligkeitsmaxima dar. Die Farbe ändert sich von Purpur in Richtung blaßblau. Bis zum Erlöschen dauert es nur wenige s. In diesem Arbeitsbereich liegt die Eingangleistung des Generators bei ca. 70 W! Die Elektrode mit dem Generator scheint mir jetzt für die Bedampfung mit Al genügend optimiert zu sein.

5. Nun wollte ich es nochmals etwas genauer wissen ob vielleicht ein deutlich besseres Endvakuum eine sichtbare oder zumindest messbare Verbesserung des Reflexiongrades bringt. Die kl. Öldi schafft „Bavaria“ in ca. 2 Stunden auf 8 x E-6 mb, (Tendenz gaaanz langsam weiter fallend ). Das Ergebnis zeigt

<b>Bild 41</b>

Der geringe messtechnische Unterschied ist statistisch nicht gesichert. Visuell ist absolut kein Unterschied erkennbar.

(==&gt;) Toni,

vielen Dank für die ausführlichen Infos. Ich kann mir schon vorstellen dass bei der Herstellung atomar dünner Schichten besonders hohe Anforderungen an die Reinheit der Restgase gestellt werden müssen.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">... Wenn eine Öldiffusionspumpe ohne LN2-Baffle betrieben wird, dürfte das Restgas zu ca. 70-80% aus Wasser, 10-15% N2, ein paar % O2... <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Die Grundplatte des Verdampftes wirkt bei mir als Baffle. Man kann an der Unterseite deutlich Ölniederschlag erkennen. Zum Glück brauchen wir offensichtlich für unseren Arbeitsbereich &gt;1 x E-5 mb noch keine LN2 Baffle (für Einsteiger: mit flüssigen Stickstoff gekühlte Kühlfalle).
80% Wasser im Restgas, das hätte ich nicht geschätzt.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">... Das helle Plasma am Ende der Entladung könnte sogar dazu führen, das einige Atome vom Edelstahldraht abgesputtert werden, was gar nicht so schlecht ist, weil es durchaus als Haftvermittler bzw. als Kondensatinskeime für die Schichtatome dienen könnte... <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
… könnte insbesondere bei der Bedampfung mit Silber hilfreich sein. Silber haftet nämlich ohne Kontaktschicht nur sehr schlecht auf Glas. Dazu wäre vielleicht eine Ni- Elektrode so zu dimensionierten dass sie beim Glimmen richtig schön glüht. Ich weiß nur nicht ob denn diese bei Betrieb mit 40 kHz HF auch sputtert oder ob das nur mit Gleichspannung geht...Dann bräuchteich nur noch einen passablen Trick wie man den Ag- Belag ohne Verlust an Reflexionsgrad und opt. Qualität H2S - beständig machen kann.

Gruß Kurt

Hallo Kai,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">In jedem Fall ein interessantes Experiment!
Das geht von den Glimm-Modi etwa in diese Richtung:
https://en.wikipedia.org/wiki/Fusor<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Großartig, das kannte ich noch gar nicht! Ich komm mir hier so langsam eh schon vor wie in der Physik-Weihnachtsvorlesung...

Besonders schön ist auch dieser Hinweis auf der Wikipedia-Seite zum Fusor: "This article 'is missing information about safety'. Please expand the article to include this information." - passt in gewisser Weise auch hierher [:D].

DANKE und viele Grüße

Holger

EDIT: Tippfelher...

Hallo Kai, liebe Mitleser,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...wenn das so weiter geht, sehen wir bald das erste Ion Beam Figuring aus Amateurhand...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
ohne Zweifel, aber das überlasse ich gerne Jüngeren.[8D]
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...Das ist praktisch total einfach, aber physikalisch ziemlich komplex.
Ich steige da noch nicht ganz durch, mir scheint aber, daß Dein Glimm-Modus teilweises etwas "out of spec" liegt
Allgemeiner Konsens ist so 5E-2 bis 1E-2mBar, relativ niedrige Stromdichte (unter 0,2mA/cm^2 bezogen auf die Eletrodenfläche) und Zeiten von 20-30min...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Mein "out of spec"- Modus reinigt auf jeden Fall ganz ausgezeichnet. Dabei reicht bereits einmalig 60 s Glimmzeit. Heute hab ich nochmals ausprobiert bis zu welchem Druck die Glimmentladug noch steuerbar ist. Dabei bin ich reproduzierbar auf 8 x E- 5 mb gekommen.

Dazu eine Kurve interessante Kurve

<b>Bild 42</b>

Der deutliche Anstieg der Leistung bei relativ geringem Druck ist wohl nur durch die relativ hohe Leerlaufspannung des hier verwendeten Generators erklärbar. Warum genau, das das hab ich noch nicht verstanden[8)].

Nach erlöschen der "out of spec"- Glimmentladung und geschlossener Belüftung dauert es nur wenige s bis das vorher vorhandene HV wieder erreicht ist. Dabei wird natürlich auch die durch Glimmung veränderte Zusammensetzung des Restgases die Druckmessung beeinflussen.
Wenn ich bei „Standarddruck“ 5E-2 bis 1E-2mb 60s lang glimme dauert es nach schließen der Belüftung weniger als 30 s bis wieder sehr gutes HV angezeigt wird.
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">In jedem Fall ein interessantes Experiment!
Das geht von den Glimm-Modi etwa in diese Richtung:
https://en.wikipedia.org/wiki/Fusor<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Wenn mir auf diese Weise zufällig und unbeabsichtigt die Kernfusion untergekommen wäre hätte ich sehr wahrscheinlich nicht mehr davon berichten können. Ich gehe aber weiter davon aus dass in unseren Restgasen der Gehalt an leicht fusionierbaren Isotopen von Wasserstoff, He, Lithium etc. für eine echte Fusionszündung nicht ausreichen würde und mach mir deshalb keine Sorgen[:o)].
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Kannst Du den Strom auf der Hochspannungsseite messen?
Vermutlich ist das schwierig wegen der hohen Frequenz?
(Achtung, "unten" gegen Erde messen, keinesfalls zwischen Generator und Elektrode, ist Dir sicher klar, ich schreib's trotzdem)<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Strommessung auf der Hochspannungsseite kann ich nicht. Aber man kann vielleicht aus dem Datenblatt des Herstellers abschätzen in welcher Größenordnung dieser Strom liegt. Danach macht der Generator im Leerlauf bei 12 V Betriebsspannung 5kV ss HF-Hochspannung. Bei ca. 50W Leistungsangabe an einem Ohm`schen Widerstand sollen es dann immer noch 4kV ss sein. Dummerweise ist aber der Widerstand unserer Glimmstrecke nicht so leicht zu ermitteln.

Spaßeshalber hab ich mal die obige Edelstahlschleife D=260, d=2 gegen meine alte 150 x 0,6 Elektrode ausgetauscht (vermutlich versilberter Cu- Draht).

<b>Bild 43</b>

<b>Bild 44</b>

<b>Bild 45</b>

Ganz offensichtlich ist diese Elektrode unterdimensioniert oder die Leistung des Generators zu hoch. Üblicherweise sollte sie nicht bis zum Schmelzpunkt aufgeheizt werden wie im letzten Bild erkennbar. Da waren es garantiert erheblich mehr als 0,2mA/cm^2 bezogen auf die Eletrodenfläche. Bis auf weiteres werde ich lieber die Edelstahlschleife D=260, d=2 benutzen.

Für potenzielle Einsteiger noch einige Anmerkungen zu:

<b>a) Drucksensor</b>
Bevorzugt benutze ich den MPG400 von INFICON oder den fast baugleichen PKR151 von Balzers. Beide sind mit einen Pirani- und „inverted Magnetron“ Messsystem ausgestattet und decken daher
den Druckbereich 1000 mb bis 5 x E-9 mb, also bis ultra- Hochvakuum ab. Die Umschaltung von Pirani auf i. M. erfolgt automatisch.
Als Ersatz hab ich noch einen AIM-S von EDWARDS. Das ist ein reines „inverted Magnetron“ und soll erst ab &lt; 1 x E-2 mb aktiviert werden.

<b>b) Öldi Edwards E02</b>
Natürlich hab ich auch getestet wie weit man damit ohne Anwendung von besonderen Kühlfallen ins HV herunterkommt. Dazu wurde die Pumpe mit einen Sensor bewehrten Flansch abgeschlossen und bei RT von ca. 18°C gemessen. Der Eingang des Sensors wurde mit einer Metallblende so weit abgedeckt dass keine direkte Sichtverbindung zum Ausgang der Öldi besteht. Dadurch wird der Niederschlag von rückströmenden Öldämpfen im Sensor hinreichend unterdrückt. Selbstverständlich geht eine derartige Messung nur in Kombination mit einer guten Vorpumpe wie z. B. mit der ALCATEL 2012A.

Ergebnisse nach jeweils 2 h Pumpzeit, beide Pumpen gleichzeitig eingeschaltet:

1,8 x E-6 mb, gemessen mit dem MPG400
2,2 x E-6 mb, gemessen mit dem AIM-S.

Diese Ergebnisse gelten unter HV- Techniken als gut übereinstimmend. Die Hersteller geben hier 30% Messgenauigkeit an.

<b>c)zum praktischen Betrieb</b>
Mit dem 70 l Pott „Bavaria“ erreicht die o.a. Pumpenkombination nach 30min 2 x E-5 mb und nach 2 Stunden 8 x E-6 mb. Praktisch kann man also nach 30min Pumpzeit glimmen und dann nach ca. 20s - 30s die Bedampfung mit Alu starten. Probe- Glimmen darf man aber schon nach ca. 3min Pumpzeit.

Gruß Kurt

Ps.: In der "Bucht" schwimmt gerade eine Öldi Edwards E04, siehe
https://www.ebay.de/itm/Vakuum…609a81:g:LEEAAOSwbtNaE-W7
Diese ist eine Stufe stärker als meine E02. Hätte ich nicht bereits eine zweite E02 sowie die Turbo würde ich unbarmherzig zuschlagen!

Hallo Kurt

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Mein "out of spec"- Modus reinigt auf jeden Fall ganz ausgezeichnet. Dabei reicht bereits einmalig 60 s Glimmzeit.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

So sieht es aus und damit kannst Du das Glimmen als für Dich erfolgreich gelöst betrachten .

Warum das so gut "putzt" will ich mal spekulieren .
Ich bin noch mit Elektronenröhren groß geworden und dort mag man es garnicht wenn Ionen die Leuchtschicht der Bildröhre "wegputzen" . Bevor man die Leuchtschicht mit einer Aluminiumschutzschicht versehen hat , wurde die "Ionenfalle" verwendet damit die Ionen nicht auf die Leuchtschicht auftreffen .
Du verwendest Wechselspannung . Bei einer Glimmlampe leuchtet die Kathode . Da deine Elektrode eine halbe Periode Kathode ist wird sie erhitzt und ist dann in der Lage Elektronen zu emittieren . Die Elektronen werden im elektrischen Feld beschleunigt und können "putzen oder Ionen erzeugen . Die Ionen können ihrerseits wieder putzen wenn das Substrat die Kathode wird .

Zum Messen des HV Stroms
Der HUGEN 10AC nutzt einen Zeilentrafo bei dem ein paar Windungen aus dickem Draht als Primärwicklung zusätzlich um den Kern gewickelt wurden . Die schon orginal verhandenen Windungen sind dann die Sekundärseite . Ein Anschluß davon (der unterste) liegt auf GND bzw. Minus . Diese Verbindung kannst Du auftrennen und durch einen Meßwiderstand ersetzen . Mehr als 2 Volt gegen Masse wird es nicht werden .

Die Ausgangsspannung soll sinusförmig sein .
Die Last ist sicher nicht ohmsch , aber nehmen wir das mal so an .

5000 Vss = 2500 Vs
2500 Vs = 17768 Veff
geschätzte HV Leistung 25 W ergibt 14 mAeff
Als Messwiderstand kannst Du ca. 100 Ohm nehmen .

Viele Grüße Rainer

Ergänzung : Zur Erklärung des Diagramms Eingangsleistung/Druck ist der HV Strom nützlich . Wenn der HV Strom abbricht schwingt die Schaltung ev. nicht mehr oder langsam so das der induktive Widerstand abnimmt .

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: rainer-l</i>
2500 Vs = 17768 Veff
geschätzte HV Leistung 25 W ergibt 14 mAeff
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Das sieht wie ein Tippfehler aus, 2500 Vs = 1768 Veff
Bei meiner Anlage wird geglimmt mit ca. 1500V Wechselspannung und dabei fließen ca. 60mA.

Gruß
Michael

Hallo Rainer,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Zum Messen des HV Stroms...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

vielen Dank für die Tipps. Da aber die Anlage mit der 260 mm Elektrode bestens glimmreinigt, nix kokelt, glüht und sonstwie heiß wird interessiert mich der wahre HF- Strom nicht soo sehr. Ich hab nämlich noch einiges an Detailarbeit vor mir um die Anlage insgesamt "narrensicher" zu gestalten. So´n bisschen dazu weiß ich auch noch aus meiner Zeit als Wartungsmann in MSR- Bereich. Da gab es u. a. auch gaaanz viele Elektronenröhren... [:)]

Gruß Kurt

Hallo Kai,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Was bei Kurt in der Kammer abgeht sind vermutlich schnelle Elektronen, im letzten Bild werden die via "Glühkathode" in ausreichender Menge nachgeliefert...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
diesen Versuch hab ich doch nur gemacht um zu zeigen was mit einer unterdimensionieren Glimmelektrode passiert. Bei meiner "Standard"- Elektrode D= 260 d = 2 glüht nix. Sie hat Sichtkontakt zum Spiegel und die nach dieser Glimmreinigung aufgedampfte Al-Schicht hat trotzdem nahezu einen "besser geht nicht" Reflexionsgrad.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Noch eine Skizze zum Verständnis der Glimmentladung...
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
So ähnlich hab ich mir die Kurve auch vorgestellt. Vermutlich sorgt bei mir die relativ hohe Leerlaufspannung von 5 kV ss dafür dass die Glimmung auch noch im Bereich &lt; 1 x E-4 mb aufrecht gehalten wird. Zur Zündung muss ich aber mindestens 1 x E-4 mb vorgeben. Wenn ich dagegen das HeNe-Laser Netzteil als Generator verwende ist bei ca. 1 x E-3mb Ende mit Glimmen.

Wer sich in das Thema "Fusor" einlesen möchte, eine sehr gute Seite in deutsch ist hier zu finden:

Danke, lieber Kai! Jetzt hast du mir wieder mal einen Floh ins Ohr gesetzt[:D]. Sicherheitshalber werde ich mir schon mal Bleifolie besorgen...

€all,
Hat vielleicht jemand der mich kennt die gestern gesichtete Edwards Öldi E04 aus der "Bucht" gefischt? Jedenfalls wünsche ich dem neuen Besitzer viel Spaß damit.

Gruß Kurt