Buck преобразователь для испарения металла в вакууме

GRoza
Кандидат Технических Наук

Когда-то понадобилось регулировать мощность термического испарителя металла в вакууме. Возможно даже потом сделаю видео, о том как делаются покрытия смех

Из нержавейки было сделано приспособление для термического напыления метала в вакууме, на фотографии (закреплено в вакуумной камере ВУП-4):

Для термического испарения применялся либо кварцевый тигель либо испаритель "лодочка". Выглядят так:

Сопротивления испарителя не большие 0.05 - 0.5 Ома, встроенным в вакуумный пост регулятором на ЛАТРе регулировать это было не удобно. По этому был собран регулятор на основе топологии Buck, который будучи запитан от 400 ваттного БП на 12 вольт с легкостью отдавал ток в 50 -70 Ампер. Можно конечно было и синхронный Buck собрать, но для той задачи этого хватило с головой)
Немного фотографий регулятора мощности на основе Buck преобразователя:

Схема и все элементы рассчитаны на частоту ШИМ в 100 кГц:

Впрочем стандартная схема, однако может пригодится, печатную плату то-же прикреплю в архиве. Работая в системе управления мощностью на микроконтроллере, в качестве регулятора, данный Buck преобразователь пропускал ватт 150. Охлаждался кулером 80*80мм.

Добавлено: Sun Apr 12, 2020 4:24 pm

Power_supply_for_vacuum_evaporation.JPG (36.48 Кб)

20180403_110455.jpg (130.59 Кб)

20180404_122504.jpg (139.66 Кб)

20180403_113653.jpg (91.03 Кб)

IMG_006511.JPG (301.73 Кб)

IMG_006411.JPG (234.36 Кб)

IMG_006311.JPG (284 Кб)

IMG_005911.JPG (262.76 Кб)

IMG_005811.JPG (79.4 Кб)

Power_supply_for_vacuum_evaporation.rar (138.58 Кб)

Кейс

GRoza писал(а):
Возможно даже потом сделаю видео, о том как делаются покрытия
Было бы интересно

Добавлено: Sun Apr 12, 2020 4:48 pm

CLON

GRoza один вопросик по плате: Один радиатор под МОСФЕТ, а второй под 7805 или под диод Шотки?

Добавлено: Mon Apr 13, 2020 11:05 am

Dizel
Хаотично добрый эльф

Под диод наверное.

Добавлено: Mon Apr 13, 2020 11:07 am

CLON

Да, второй радиатор под диод по плате на сдвоенный Шотки.

GRoza, как всегда все красивенько и аккуратненько.

Добавлено: Mon Apr 13, 2020 11:10 am

GRoza
Кандидат Технических Наук

CLON, спасибо!
Да там на одном радиаторе полевой транзистор, а на другом сдвоенный диод Шоттки.

Покажу одно красивое покрытие на основе Fe (нанесено на стекло для анализов крови):

Под микроскопом МИМ-8 покрытие имеет следующую структуру:

Структура, прям как мозаика Пенроуза смех

Добавлено: Mon Apr 13, 2020 8:32 pm

222221111.JPG (27.77 Кб)

20180607_123853.jpg (69.85 Кб)

dimium

Всегда завидовал по доброму таким людям что так аккуратно делают все!)

Добавлено: Mon Apr 13, 2020 9:17 pm

GRoza
Кандидат Технических Наук

dimium, спасибо!

Добавлено: Tue Apr 14, 2020 8:49 am

IRFC

А для чего можно применить такой способ покрытия?
Чем он лучше магнетронного распыления?

Добавлено: Tue Apr 14, 2020 8:52 am

GRoza
Кандидат Технических Наук

IRFC писал(а):
А для чего можно применить такой способ покрытия?
Чем он лучше магнетронного распыления?

В том исследование рассматривалось возможность повышения коэффициента трения поверхности, в определенной степени шероховатости, за счет влияния остаточного давления газов в вакуумной камере, а так же скорости напыления на полученную в последствии структуру тонкопленочного покрытия. Если простыми словами делалось покрытие, которое не скользит)

То покрытие из Fe было интересно не за счет физических свойств, а просто из-за красивой структуры, в которой превалировали золотые углы)

Термическое напыление проще произвести, чем магнетронное. Магнетрон по хорошему надо охлаждать водой, расстояние до мишени правильно рассчитать, нужно проводить высокое напряжение, нужен инертный газ, система подачи этого газа в область под катодом ну и т.п. В лаборатории есть правда более большая камера приспособленная для магнетронного нанесения, но ей займусь уже потом. Сам же магнетрон есть (токарь выточил катод), а остальное на месте собрали и даже источник питания я уже для него сделал. Правда пока этот источник использовался для электронно лучевого осаждения (фото приспособления):

Но если честно, больше исследовалось возможность управления нестационарной нагрузкой в виде термического испарителя металла в вакууме. Делались мат модели, разрабатывалась система управления, а напыленные в последствии структуры были, как бонус к основному исследованию.

Добавлено: Tue Apr 14, 2020 12:34 pm

20180507_114953.jpg (91.53 Кб)