Нове партнерство між ANCORP і LOS Vacuum Products дозволить вченим та інженерам оптимізувати умови вакууму для своїх процесів, використовуючи властивості алюмінію та титану
Оскільки наука й технології продовжують долати нові межі, зростає попит на чистіші й керовані вакуумні середовища, які можна пристосувати до потреб кожного застосування. Чи для точних експериментів у квантовій фізиці, чи для масового виробництва комп’ютерних чіпів, вчені та інженери шукають високоефективне обладнання, яке може досягати умов надвисокого вакууму (UHV) або екстремально високого вакууму (XHV), а також працювати в межах обмежень свого застосування. .
У той час як вакуумні системи, виготовлені з нержавіючої сталі, продовжують бути технологією вибору для більшості процесів, спеціалізовані програми, які вимагають умов УВВ або ВВВ, можуть отримати переваги від властивостей альтернативних матеріалів, таких як алюміній і титан. У дослідницьких центрах з прискорювачами частинок, наприклад, алюміній став популярним для променевих систем, оскільки він розсіює випромінювання ефективніше, ніж нержавіюча сталь. Він також зберігає менший залишковий магнетизм, мінімізуючи будь-який можливий вплив на сильні магнітні поля, які використовуються для керування променем.
«Більше вчених та інженерів бачать переваги використання алюмінію та титану для своїх процесів надвисокої та високої напруги», — коментує Том Богдан, віце-президент із розвитку бізнесу в ANCORP, американський виробник вакуумних камер, клапанів і компонентів. «Великомасштабні наукові установи та дослідницько-конструкторська спільнота пропонують багате середовище для цих передових технологій, тоді як комерційний сектор також починає використовувати алюміній для покращення умов процесу для високоточного виробництва».
ANCORP розробляє та виробляє власну лінію вакуумного обладнання, а також створила спеціальну установку для виготовлення індивідуальних камер із нержавіючої сталі. Зараз компанія створила партнерство з Вакуумні вироби LOS, яка спеціалізується на виготовленні вакуумного обладнання з алюмінію та титану, щоб дати можливість своїм клієнтам використовувати ці високоефективні матеріали в процесах UHV та XHV. «Це чудове партнерство між двома компаніями, які зосереджені на постачанні високоефективних вакуумних рішень для своїх клієнтів», — коментує Богдан. «LOS Vacuum виграє від нашої здатності налагоджувати зв’язки з глобальним ринком, а ми виграємо від додавання їхньої унікальної технології до нашого портфоліо продуктів».
Компанія LOS Vacuum Products була заснована в 2013 році для проектування та виготовлення індивідуальних вакуумних камер для надвисокої та високої напруги. «Алюміній і титан стають все більш популярними, щоб задовольнити зростаючі вимоги до більш чистих і точних технологій», — говорить Ерік Джонс, засновник і власник компанії. Незважаючи на те, що початковий попит був здебільшого з боку дослідницького співтовариства, Джонс повідомляє про зростання інтересу з боку виробників обладнання, орієнтованих на сектор напівпровідників, а також на ринки, що розвиваються, для медичних систем і виробництва сонячних батарей. «З розвитком цих технологій вакуумне середовище стає критично важливим», — каже він.
Однією з ключових переваг алюмінію є те, що його швидше та легше обробляти, ніж нержавіючу сталь, і тому він пропонує більшу гнучкість для включення індивідуальних функцій у дизайн. Його чудова теплопровідність також дозволяє алюмінієвій камері нагріватися швидше та рівномірніше, що прискорює процес випікання, необхідний для досягнення умов UHV або XHV. «Нержавіюча сталь має бути набагато гарячішою, щоб десорбувати молекули газу та забруднювачі з поверхні вакуумної камери, а це вимагає більше енергії протягом тривалого періоду часу», — пояснює Джонс. «Алюміній знижує як вартість володіння, так і вплив на навколишнє середовище, що в поєднанні з його покращеною технологічністю робить його привабливим варіантом для сектора напівпровідників».
Водночас вакуумні камери, виготовлені з титану, є кращим варіантом для експериментів у квантовій фізиці, оскільки їхня додаткова міцність і вага забезпечують більшу стабільність для процесів, які виграють від генерації гармонік, а також є кращими для застосувань, де важливо усунути будь-яке магнітне поле. сигнали. Титан також діє як газопоглинач для поглинання водню – звичайного забруднювача при використанні нержавіючої сталі в середовищах UHV або XHV – що дозволяє титановим вакуумним системам підтримувати умови XHV приблизно до 10-13 Торр.
Незалежно від того, використовується алюміній чи титан, найкращі умови процесу досягаються за допомогою того самого металу в пристосуваннях і фітингах, які використовуються для взаємодії з вакуумною системою. Це включає злиті фланці, які широко використовуються для забезпечення герметичної герметичності у середовищі UHV та XHV, які працюють шляхом втиснення двох твердих металевих поверхонь, оброблених лезами ножа, у більш м’яку металеву прокладку. Це змушує більш м’який метал текти та заповнювати будь-які мікроскопічні недоліки на твердих металевих поверхнях, створюючи ущільнення, яке може витримувати екстремальні температури та тиск аж до режиму XHV.
ANCORP вже виробляє злиті фланці, повністю виготовлені з нержавіючої сталі, а LOS Vacuum виробляє повністю титанові версії, а також кілька моделей, у яких алюмінієвий корпус поєднується з поверхнями з нержавіючої сталі або титану. «Спеціальні компоненти, виготовлені компанією LOS Vacuum, дозволяють нам запропонувати унікальне рішення для клієнтів, які вибрали алюміній або титан для своїх вакуумних систем», — коментує Богдан. «Ми бачили клієнтів, які вдавалися до використання подвійних ущільнювальних кілець для своїх корпусів, але ущільнення метал-метал зменшує виділення газів і забезпечує кращий процес».
Біметалічні компоненти виготовляються за допомогою технології, яка називається вибуховим з’єднанням, тобто процесу твердотільного зварювання, який забезпечує міцне механічне з’єднання товщиною лише кілька мікрон. Вибуховий заряд згуртовує метали разом під надзвичайно високим тиском, у результаті чого атомні шари, розташовані поблизу двох поверхонь, перетворюються на плазму. Коли метали стикаються, струмінь плазми рухається вздовж поверхонь, очищаючи їх від будь-яких домішок, у той час як текуча поведінка металів створює хвилеподібне з’єднання, яке є достатньо міцним, щоб протистояти умовам УВЧ та ВГВ.
Зараз ANCORP постачає стандартну лінійку біметалічні фланці та фітинги виробляється компанією LOS Vacuum, а процес з’єднання вибухом також дозволяє виготовляти індивідуальні компоненти з будь-яких двох різнорідних металів. Дві зі стандартних конфігурацій поєднують алюмінієву основу з поверхнями, виготовленими з різних сортів нержавіючої сталі, а інша з’єднує титановий фланець з алюмінієвим корпусом. Ця друга версія має перевагу усунення будь-яких слідів магнетизму та уникнення загроз безпеці, спричинених фоновим випромінюванням, і навіть може бути економічно ефективнішою, ніж фланець, облицьований нержавіючої сталлю. «Сировина може бути дорожчою, але для виготовлення біметалічного фланця з нержавіючої сталі потрібно більше кроків», — коментує Джонс. «Для титану процес склеювання менш складний і дешевший».
Джонс і його команда також змогли усунути один із проміжних матеріалів, які зазвичай потрібні для переходу від одного металу до іншого. Їхній процес усуває потребу в міді, якої особливо прагнуть уникати виробники напівпровідників. «Тепер це частина стандартної лінійки продуктів, — каже Джонс. «Це знижує вартість матеріалів і виробництва, а також зменшує ймовірність витоку через фланець».
У рамках партнерства ANCORP також розширить свої існуючі можливості виготовлення на замовлення, щоб проектувати та постачати індивідуальні вакуумні камери з титану або алюмінію. На початковому етапі проектування компанія тісно співпрацює зі своїми клієнтами, щоб зрозуміти їхні конкретні вимоги та рекомендувати найкращу технологію для їх застосування. «Якщо у клієнта є особливо незвичайний або складний процес, для якого було б корисно використовувати алюміній або титан, ми залучимо Еріка та його команду, щоб надати певні спеціалісти», — каже Богдан. «Крім адаптації дизайну до застосування, нам потрібно переконатися, що команда LOS Vacuum зможе виготовити рішення з потрібними параметрами».
Богдан упевнений, що додавання цих спеціалізованих можливостей до технологічної пропозиції ANCORP допоможе відкрити нові ринки в секторі досліджень і розробок, а також у виробництві напівпровідників. «Ці рішення з низьким газоутворенням можуть забезпечити справжню перевагу процесу в деяких сферах застосування», — говорить він. «Ми хочемо зробити ці опції доступними для більшої кількості клієнтів у міжнародному науковому співтоваристві, а також у комерційному секторі».
Тим часом для Джонса партнерство з ANCORP пропонує спосіб представити спеціалізовані технології виготовлення компанії набагато більшій клієнтській базі. «Ми все ще невелика компанія, яка зосереджена на розробці унікальних рішень для конкретних проектів, і ми не маємо великих можливостей для встановлення зв’язків із новими клієнтами», — коментує він. «Партнерство з ANCORP дозволить нам вивести асортимент нашої продукції та технічний досвід на світовий ринок».
