Vakuumkammer zum Spiegel Bedampfen

[Felix42]

Hallo miteinander,

ich habe durch Zufall eine Vakuumkammer geschenkt bekommen die ich nun wenn möglich zum Spiegel bedampfen aufrüsten möchte. erst mal ein paar Daten der Anlage:
Der Innendurchmesser beträgt 405 mm. die Höhe innen 300 mm. Der Kessel ist zusammen mit einer vermutlich zweistufigen Drehschieberpumpe auf einem Wagen montiert. Die Pumpe erreicht nach einigen Minuten einen (Unter-)Druck von ca. 5 Torr. Ein Torr entspricht einem Druck von 1.3332 x 10^-3 Bar. Benötigt wird, wenn die Infos die ich bisher im Netz gefunden, habe ein Druck von 1 x 5 ^-5 Torr. Eine Zweite Pumpe die aus dem Vorvakuum ein Hochvakuum macht dürfte also unentbehrlich sein. Stellt sich die Frage ob eine sogenannte Turbomolekularpumpe die beste Lösung ist oder ob es eine günstigere Alternative gibt.
Des weiteren überlege ich wie man den Zustand der entstehenden Aluschicht während des Verspiegelns am einfachsten kontrollieren kann oder ob es nach einigen Versuchen auch "nach Stoppuhr" funktionieren kann.
Das Verdampfen des Aluminiums ist denke ich nicht so schwierig, diverse Leistungsstarke Trafos und Wolframdraht habe ich auch schon aufgetrieben...Eine Luftdichte Durchführung für die Elektrischen Anschlüsse im Inneren des Kessels wollte ich aus normalen Zündkerzen herstellen.
Da "nur" der äußere Luftdruck von ca. 1 Bar auf alle Durführungen wirkt sollte es keine Problem mit dem Abdichten geben...

Also, wer hat sich mit diesem Thema schonmal auseinandergesetzt und kann mir helfen? Die wichtigste Frage: was kann man im Vergleich zu Professionellen Anlagen vereinfachen oder weglassen???

Interessant fand ich diese Seite: http://www.astro-electronic.de/bedampf.htm


Viele Grüße Felix

Mir dieses Ansinnen auszureden wird schwierig, hier ist ständig Sche..wetter :Trost: und der Topf muß für irgendwas gut sein...

 

[AndreasD]

Hallo Felix,

am Institut haben wir seienrzeit eine luftgekühlte Öldiffusionspumpe benutzt, welche sehr zuverlässig und wartungsarm ist, da keine beweglichen Teile vorhanden sind.

Wenn so eine gebraucht aufzutreiben ist halte ich sie für ideal. Allenfalls wenn sie ohne Vorvakuum betrieben wurde ist es möglich, daß sich Zersetzungsrückstände auf den inneren Oberflächen befinden, ist aber nichts, was ein bischen sandstrahlen nicht in den Griff bekommen würde.

Die Pumpe kann je nach Ausführung bis zu 10^-9 mbar.

Da Öl als Betriebsmittel verwendet wird kann es allerdings möglicherweise Probleme im Betrieb mit Bedampfungsanlagen geben, gegebenenfalls kann eine Dampfsperre zwischen Pumpe und Vakuumkammer nötig sein.

Viele Grüße,
Andreas

 

[P_E_T_E_R]

am Institut haben wir seienrzeit eine luftgekühlte Öldiffusionspumpe benutzt ...

Sowas wurde in der Steinzeit der Vakuumtechnologie eingesetzt, in der Regel dann aber mit Wasserkühlung, Kühlfallen mit flüssigem Stiffstoff (gegen rückströmenden Öldampf) und allen möglichen Schutzschaltern und Sicherheitsventilen. Denn wehe, wenn ohne solche Vorkehrungen mal die Vorpumpe ausfiel, z.B. bei Stromausfall, und das Öl dann buchstäblich alles versaute.

Auch wenn es zutreffen mag, dass aus notorischem Geldmangel an den Instituten noch so mancher Dinosaurier diesen Typs anzutreffen ist, würde ich sowas heutzutage keinem mehr empfehlen.

Da gehört eine kleine Turbopumpe ran, so wie es in dem Link von Michael Koch ja auch richtig dargestellt ist. (Ich war überrascht, dass der anscheinend ebenfalls vom Bedampfungsbazillus befallen ist ...)

Felix, eigentlich sollte man Dir überhaupt abraten, Dich auf so ein Unterfangen einzulassen, weil die Kosten für ein einigermaßen funktionierendes und zuverlässiges System jedenfalls für eine Privatperson unverhältnismäßig hoch sind. Abgesehen von den Kosten gibt es auch möglicherweise ernsthafte Sicherheitsaspekte, die Du bedenken solltest, wenn Du etwa Netzgeräte für Hochspannung, Hochstrom und ähnliches gefährliches Zeugs u.U. zuhause betreiben möchtest.

Aber wie sagt man so schön, des Menschen Wille ist sein Himmelreich ...

Mit freundlichen Grüßen,
Peter

 

[Felix42]

Hallo Andreas, hallo Peter,


Danke für Eure Meinungen zu dieser Idee, mein derzeitiger Informationsstand treibt mich Richtung Turbomolekularpumpe. Die ist zwar teurer als eine Öldiffusionspumpe erfordert aber so viel weniger zusätzliche Teile daß sich das unterm Strich wohl recht nahe kommt. Andererseits wurde mir eine wenig benutzte Öldiffusionspumpe leihweise angeboten, mal sehen was ich an nötiger Peripherie auftreiben kann...
Außerdem ist das kein alleiniges Projekt von mir und hat keine Eile, wir sehen das eher als Herausforderung... :/
Im Laufe der Zeit sollte sich das eine oder andere schon günstig finden. So bekomme ich z.B. noch eine zweite baugleiche Drehschieberpumpe, womit sich direkt die nächste Frage ergibt: Kann man zwei solcher Pumpen hintereinander betreiben und so das Vakuum verbessern? Es handelt sich um Pumpen der Firma Leybold aus Köln, vielleicht kennt sich ja jemand mit Vakuumtechnik aus???
Unterstützung von einem Elektriker habe ich, so daß einer "sicheren" Elektrik nichts im Wege steht.
Eine Quelle für Reinaluminium habe ich auch, kenne einen Galvaniseur...

Hoffentlich äußern sich noch einige dazu, freue mich über jeden Hinweis...vor allem die Frage wie man die Beschichtungsdauer in den Griff bekommt beschäftigt mich, ein Sichtfenster ist zwar in dem Kessel, aber viel sieht man nicht...
Jeder Hinweis wie sich etwas vereinfachen läßt ist natürlich besonders interessant!


Viele Grüße Felix

 

[AMZoll]

Hallo Felix,

Da ich täglich mit Becshichtungstechnk zu tun habe mal ein paar Hinweise meinerseits:

Zwei identische Vakuumpumpen hintereinander machen wenig Sinn, da dann die eine nur ein Vorvakuum für die andere Pumpen würde. Mit der Zeit würde dann die zweite quasi "leer" laufen. Wenn überhaupt würde ich sie parallel schalten.

Was die Schichtdicke angeht gibt es mehrere Möglichkeiten (abhängig vom Material und der Schichtdicke):
1. Im Falle eines (mehr oder weniger transparenten Material dur Transmissionsmessungen und Auswertung über die Dünnschichtinterferenz (geht bei Metall nicht)

2. man beschichtet eine dünne Folie mit, die man anschließend reißt (oder besser: in LN2 bricht) und misst die Schichtdicke an der Bruchkante mittels REM

3. Ist die Schicht fürs REM zu dünn, kann man vorher mit Edding eine kleine Stufe präparieren, deren höhe man anschließend mittels AFM messen kann.

Auf diese Art macht man eine Reihe verschiedener Beschichtungsdauern und trägt dann die Schichtdicke über der Beschichtungsdauer auf. Anschließend kann man für eine gegebene Schichtdicke die Dauer aus der Kurve bestimmen.

Du seihst, Schichtdickenmessung im Bereich µm ist nicht sooo einfach.

Grüße,

Andreas

 

[Felix42]

Hallo Andreas,

danke für diese Hinweise, zum Thema Pumpenreihenschaltung- habe ich befürchtet...

Mir geht es nicht um eine Bestimmte Schichtdicke sondern nur darum daß die Schicht nicht zu dünn und nicht unnötig dick wird. Wenn sich abhängig von der "Prozessdauer" reltiv gleichbleibende Schichtdicken ergeben hilft mir das schon weiter...wir werden einfach nach Stoppuhr bedampfen- wenn es überhaupt klappt und wir mal auf Erfahrungswerte zurückgreifen können.

Der Vollständigkeit halber: was ist REM (Rasterelektronenmikroskop???) und AFM...? ?) :help:

Vielen Dank Felix

 

[AMZoll]

Hallo Felix,

Ein REM (auch SEM) ist ein RasterElektronenMikroskop, ein AFM ein Rasterkraftmikroskop (Atomic Force Microscope).

Grüße,

Andreas

 

[AndreasD]

Hallo Peter,

Sowas wurde in der Steinzeit der Vakuumtechnologie eingesetzt, in der Regel dann aber mit Wasserkühlung, Kühlfallen mit flüssigem Stiffstoff (gegen rückströmenden Öldampf) und allen möglichen Schutzschaltern und Sicherheitsventilen. Denn wehe, wenn ohne solche Vorkehrungen mal die Vorpumpe ausfiel, z.B. bei Stromausfall, und das Öl dann buchstäblich alles versaute.

Ist bei uns nie passiert und ich habe auch von einem solchen Fall noch nicht gehört, daher kann ich keine Angaben zur Wahrscheinlichkeit eines solchen machen. Auch haben wir unsere Pumpe damals ohne Kühlfalle betreiben können, es hängt von der Anwendung ab, ob und wieviel Aufwand man betreiben muss. Wie das bei einer Beschichtungsanlage aussieht kann ich nicht beurteilen.

Da gehört eine kleine Turbopumpe ran, so wie es in dem Link von Michael Koch ja auch richtig dargestellt ist. (Ich war überrascht, dass der anscheinend ebenfalls vom Bedampfungsbazillus befallen ist ...)

Du hast sicher Recht, daß das die technisch bessere Lösung wäre, aber Felix schrieb:

Stellt sich die Frage ob eine sogenannte Turbomolekularpumpe die beste Lösung ist oder ob es eine günstigere Alternative gibt.

.
Bei uns hat sie jedenfalls gute Dienste geleistet, und das "für lau"...

Viele Grüße,
Andreas

 

[Felix42]

Hallo Zusammen,

erstmal danke für die weitere Hilfe.

Momentan schwanke ich zwischen Öldiffusionspumpe und Turbomolekularpumpe.
Die Öldiffusionspumpe erfordert zwar mehr Aufwand was zusätzliche Bauteile angeht, andererseits kann ich eine solche leihweise haben.
Die Turbomolekularpumpe ist einfacher eizusetzen und vermutlich die zeitgemäßere Lösung, kostet aber mehr...
Was sich beim Einsatz einer Öldiffusionspumpe an Sicherheitseinrichtungen um eine Kontamination des Vakuumkessels mit Öl zu verhindern vereinfachen läßt versuche ich zur Zeit herauszubekommen. Ich vermute daß sich aufgrund der geringen Druckdifferenzen ein simples Rückschlagventil nicht einsetzen läßt.
Andererseits stellt sich die Frage wie sich die Funktion der Öldiffusionspumpe überwachen läßt, oder ob die Kältefalle und andere Sicherheitseinrichtungen permanent mitlaufen müssen...Kühlung mit flüssigem Stickstoff ist auch nicht gerade "Basteltechnologie", selber verflüssigen... ?) oder auf Lieferanten angewiesen sein (Zeit- und Kostenfaktor...), beides widerspricht der Absicht da ein recyceltes Low-Budget-Projekt draus zu machen...oder die chemische Variante mit Trockeneis und Aceton zur Kühlung der Kältefalle, schon etwas einfacher umzusetzen...

Haltet mich für verrückt (bin ich gewohnt...), aber als ich gestern Google zum Thema Turbomolekularpumpe bemüht habe stellt ich zu meiner Überraschung fest daß diese Pumpen "schon" ab ca. 50.000 U/min arbeiten. Von einem Selbstbauturbinenprojekt (kennt jemand das Buch von Kurt Schreckling??) habe ich noch diverse Turbolader und hochdrehzahlfeste Keramiklager, ob sich eine solche Pumpe einstufig realisieren läßt wenn man mit der Drehzahl (erheblich) höher geht...??? Bleibt wieder das Problem mit der Lagerschmierung (Öl) und dem sauberen Kessel... :mauer:

Freue mich über jeden weiteren Tipp,


Viele Grüße Felix

 

[Lorchi]

Hallo zusammen,

ich bin zwar hier völlig ahnungsbefreit, wurde aber durch das spannende Thema angelockt...

Bei Wikipedia habe ich gefunden:

Turbomolekularpumpen nutzt man mit einem vorgeschalteten Vorvakuum zur Erzeugung von Ultrahochvakuum, da die Pumpe sich sonst wegen der Luftreibung zu stark erhitzen würde.

Das würde für das Parallelschalten (paralleler Aufbau) sprechen - zuerst die Alternativpumpe bemühen, und wenn ein entsprechend geringer Druck herrscht, die Turbomolekularpumpe dazuschalten (serieller Einsatz).

Was ich fragen wollte: wie bekommt man denn eine SiO2-Schicht hin? Verdampfen? Wie ionisieren?

Grüße, Henning

 

[Felix42]

Hallo Henning,

die SiO2-Schicht wird, wenn ich mich dahingehend richtig informiert habe folgendermaßen erzeugt: Nach der Bedampfung mit Aluminium wird eine zweite (dünne) Schicht aus Silizium aufgedampft, beim "Fluten" des Behälters mit Luft oxidiert diese Schicht zu SiO2. Aber, wie beim Lotto- diese Angabe ist ohne Gewähr...wenn es jemand genauer weiß bitte ich um eine Korrektur!

Die Turbomolekularpumpe wird zwischen die das Vorvakuum erzeugende Drehschieberpumpe und den Kessel montiert, so daß sie beim Betrieb der Vorvakuumpumpe mit evakuiert wird.

Viele Grüße Felix

 

[Thomas_Payer]

Bevor es zu kraus wird, mal ein paar Worte von wem, für den 10^-10mbar und darunter Alltagsgeschäft ist:

Diffusionspumpen sind eine Sauerei und brauchen ebenso wie Turbopumpen ein Vorvakuum in der Gegend von 10^-2mb oder besser. Dann werden Vorpumpe (fast nur Drehschieberpumpen) und Hochvakuumpumpe in Reihe geschaltet.

Die Bedampfung passiert dann aus verschiedenen Quellen, z.B Heizdrähte aus Wolfram, die zu kleinen Körbchen geflochten sind, in denen dann das Aluminium liegt. eine Alternative sind mittels Heizdraht geheizte Keramiktiegel oder Tiegel aus leitfähigem Material, die dann per Elektronenstoß geheizt werden.
Die Schichtdickenmessung erfolgt am einfachsten per AFM, man nimmt eine kleine Nadel und macht einen winzigen Kratzer in den Film. Dabei verkratzt die Nadel nicht das Substrat darunter, man kann also messen, wie tief der Graben ist.
Außerdem ist immer ein Schwingquarz in der Nähe der zu bedampfenden Fläche, der wenn er bedampft wird, schwerer wird. Damit schwingt er langsamer als unbedampft. Diese Frequenzänderung lässt sich dann in Schichtdicke umrechnen.

Für Hobbyzwecke würde ich einfach so lange aufdampfen, bis man durch den Spiegel durch blickend den Verdampfer kaum noch sieht.
Die Schutzschicht könnte man z.B erzeugen, indem man SiO2 direkt per Elektronenstoßheizung verdampft - die dazu nötigen Gerätschaften liegen aber wie vieles andere aus der Vakuumtechnik im Bereich von vielen k€

Kommen wir mal zu dem, was man braucht:

- Kammer
- Drehschieberpumpe
- Turbopumpe
- Verdampfer
- evtl. Frequenzzähler
- elektrische Durchführungen ins Vakuum

Und für das, was das kostet, kann man viele, viele Spiegel bedampfen lassen und man kann wenn man das so macht, wen in den A***h treten, wenn was schief läuft.
also ich würds lassen.

 

[Felix42]

Hallo Thomas,


danke für deine Anmerkungen, einiges davon hilft mir wirklich weiter!

Die Verdampfung des Aluminiums möchte ich schlicht mit einem Wolframdraht realisieren, der von einem Trafo mit Strom versorgt wird und als simple Widerstandsheizung dient, ist denke ich die einfachste Methode.

Für Hobbyzwecke würde ich einfach so lange aufdampfen, bis man durch den Spiegel durch blickend den Verdampfer kaum noch sieht.

Super Vorschlag, schlicht perfekt, da es einfacher nicht geht! Ich werde den Verdampfer am Boden des Kessels instalieren und den Spiegel mit der zu verspiegelnden Seite nach unten über dem Verdampfer "aufhängen" . Im Deckel ist ein Glasfenster, so kann man prima durch den Spiegel schauen. So kann auch kein Aluminium auf den Spiegel tropfen. Diese Anordnung schwebte mir eh vor, jetzt erst recht...

Kommen wir mal zu dem, was man braucht:

- Kammer
- Drehschieberpumpe
- Turbopumpe
- Verdampfer
- evtl. Frequenzzähler
- elektrische Durchführungen ins Vakuum

Also von den Dingen die ich brauche habe ich bereits folgendes:

Kessel - ist vorhanden, diente auch vorher als Vakuumkammer, allerdings muß ich noch eine kleine Leckage beseitigen, sonst sieht es schlecht aus mit einem brauchbaren Vakuum...

Drehschieberpumpe - ist auch vorhanden, ist im Originalzustand an den Kessel angebaut und läuft. Eine zweite baugleiche Pumpe bekomme ich noch, die wird wenn sie auch funktioniert als Ersatz eingemottet.

Turbopumpe - ist noch nicht vorhanden, entweder werde ich auf eine Öldiffusionspumpe, die ich geliehen haben könnte zurückgreifen, oder auf eine Turbopumpe warten...wird schon irgendwo eine aufzutreiben sein...

Verdampfer - ich sag mal so: Material ist vorhanden (Trafos aus einer Galvanikanlage und Wolframdraht, ehemalige Elektroden unbekannter ursprünglicher Bestimmung mit 0,8 mm Durchmesser), muß "nur noch" zusammengebaut werden...

Evtl. Frequenzzähler - nicht vorhanden, finde Deinen obigen Vorschlag viel besser...

Elektrische Durchführungen ins Vakuum - werde es mit stinknormalen Zündkerzen versuchen, ob die dicht genug sind wird sich zeigen...evtl werde ich die Keramikisolatoren mit Epoxydharz mit dem Metallteil verkleben, obs dicht wird weiß ich später...


Die größte Hürde wird das Auftreiben einer Turbopumpe, andererseits ist noch einiges zu bauen, hoffentlich kommen in dieser Zeit noch einige, auch konstruktiv-kritische Kommentare, ich werde berichten wenn und wie es weiter geht...

Akute Fragen wären folgende:

Wie "sauber" muß die Kammer von innen sein? Reicht metallisch blank (glasperlgestrahlt) oder sind "Reinraumbedingungen" (in meiner Werkstatt... :totlach2: ) nötig?

Ist es möglich die Kammer von innen mit einem gegen fast alles resistenten 2-Komponentenlack zu lackieren (um letzte Schmutzpartikel zu binden) oder ergeben sich dann im Hochvakuum (wenn ich das jemals erreiche :/ ) störende Ausdünstungen?



Viele Grüße Felix


P.S.: wie sieht es mit der Verwendung von Kunstoffteilen aus, Stichwort Desorbtion...gibt es Kunststoffe die definitv (nicht) für den Einsatz im Vakuum geeignet sind?
Aus dem selben Grunde die Frage bezüglich einer Lackierung...

 

[AMZoll]

Hallo,

das mit dem Lack würde ich (arbeite selbst fast täglich an zwei PVD-Anlagen) wegen der Ausdünstungen lassen. Ich würde die Kammer sorgfältig mit Isopropanol ausreiben und evtl. mit Alu-Folie verkleiden (um die Kammer nicht ständig zu beschichten). Zudem wüde ich vor den Anschluss der Vakuumpumpe eine Art "Schild" stellen, as den gröbsten Dreck schon mal abfängt.

Reinraumbedingungen halte ich nicht für nötig. Es sollte aber schon auf eien staub- und fusselfreie Umgebung geachetet werden. Zudem empfiehlt es sich, nichts das ins Vakuum soll mit blanek Händen anzufassen.

Eine weitere Möglichkeit für die SiO2 Schicht wäre meiner Meinung nach die Verwendung eines RF-Magnetrons in Verbindung mit einem Si-Target. Allerdings bräuchtest du dann eine genau regelbare Gaszufuhr für Ar, was insgesamt wiede bei mehreren k€ enden dürfte.

Wenn man das alles zusamnen rechnet würde ich von der Sache die Finger lassen. Für das Geld kann man sich zum einen viele Spiegel beschichten lassen, zum anderen auch sein Equipment weit gewinnbringender erweitern und ergänzen.

Grüße,

Andreas

 

[Felix42]

Hallo,

ich kann eure Bedenken wegen "lohnt nicht" durchaus nachvollziehen, mich reizt einfach die Sache an sich...da es mir völlig egal ist wie lang es dauert kann ich in aller Ruhe abwarten was alles an brauchbaren Teilen auftaucht die vertretbar billig sind. Alles was bisher vorhanden ist habe ich vorm Schrott gerettet, der ganze Kram tauchte zeitgleich auf und ich habs halt erstmal in Sicherheit gebracht...
Wenn sich daraus was "sinnvolles" zusammenbauen läßt warum nicht?


Bastelnde Grüße Felix


Hier sind Wolken...

 

[Jens_Decker]

Hallo Felix,

Zuendkerzen zur Durchfuehrung funktionieren, wurde bei
uns am Lehrstuhl damals teilweise auch so gemacht
(HV Durchfuehrungen fuer Duesenstrahlspektroskopie)
Hab leider keine Ahnung mehr, wie die festgemacht
wurden, koennte aber nachfragen.
Zur Schichtdickenmessung wuerde ich mir auch einfach
die Transmission ansehen (ggf. modulierte Lichtquelle,
um Streulicht zu unterdruecken), Du willst ja (erstmal)
keine dielektrischen Beschichtungen machen ...
SiO2 Bedampfungen kann man wohl auch gut mit SiO
Verdampfung und Reaktion desselbigen mit Sauerstoff
machen. Unser Institut hat damals auch eine gebrauchte
Bedampfung geschenkt bekommen, mit defekter und wieder
hergerichteter Elektronenkanone (glaube bis 1600 mA bei
6 kV).
Da sollte man wissen was man tut, sonst ists
aus Astronomie und was man sonst noch so vor hat mit
seinem Leben. War zu meiner Zeit nicht in Betrieb
und zu klein fuer interessante Astrospiegel.
Oeldiffusionspumpen wuerde ich auch vermeiden wollen.
Hatten wir damals auch fuer die Duesenstrahlspektroskopie
wo wir hohen Durchsatz bei etwa 1e-6 mBar brauchten.
Das ist mit Turbopumpen kaum zu bezahlen. Der Dreck
ist aber auch nicht zu verachten und ein gewisser
Oelniederschlag nicht zu vermeiden. Wir hatten da auch
grosse Schieber, die die Experimentalkammer abgetrennt
haben, damit man beim Oeffnen nicht warten muss, bis
das Monster kalt ist.

Viel Erfolg mit dem Teil,
Jens

 

[Felix42]

Hallo Jens,

Zuendkerzen zur Durchfuehrung funktionieren

Das ist schonmal gut zu wissen. Werde einfach für die Zündkerzen passende Gewinde schneiden und wenn nötig mit Loctite oder ähnlichem abdichten.

Was für eine Pumpe Verwendung findet mach ich von der Verfügbarkeit abhängig, eine Turbopumpe hätte bis auf den Preis nur Vorteile. Das relativiert sich aber in Anbetracht des Aufwandes der zum vernünftigen Betrieb einer Öldiffusionspumpe nötig ist. Werde berichten wenn es Neues gibt...

Jetzt muß erstmal der Deckel der Vakuumkammer plangedreht werden, er ist die Ursache für die momentan vorhandene leichte Undichtigkeit.

Du willst ja (erstmal)
keine dielektrischen Beschichtungen machen ...

Der war gut... :/ ....danke für die Tipps!


Viele Grüße Felix

 

[Starchase]

Hallo Felix,

ich finde das ein sehr interessantes Projekt aber habe auch so meine Bedenken.
Etwas irgendwie zu verspiegeln ist nicht schwer und du wirst das bestimmt auch schon bei bei 10-3 oder 10-5 mbar hinkriegen. Aber wenn du Anforderungen an die Schicht stellst wird das sehr schwierig.
Du musst eine konstante Dampfrate hinkriegen bei einem guten Druck. Die Dampfkeule muss gleichmäßig den Spiegel über den Durchmesser bedampfen um nicht die schöne Parabel zu zerstören oder ungleichmäßige Reflexionen zu erhalten. Daher sollte der Abstand zur Quelle groß sein und die Schicht muss möglichst dünn bleiben dann sieht die Oberfläche am glattesten aus. Dann solltest du über eine Schutzschicht nachdenken die hinterher noch aufgedampft wird damit das nicht sofort anläuft.
Zum Druck: die Turbo muss genug Pumpleistung haben um den Druck auch während des Dampfens zu halten. Es ist nicht schwer mit einer Turbo in den 10-7 zu kommen, 10-8 ist schon die Grenze bei O-ring gedichteten Systemen(eingeklebte Zündkerzen, ähem). Aber sobald du den Heitzer anschaltest und der Tiegel warm wird geht der Druck gnadenlos hoch und wenns dann noch dampft... Also viel Pumpleistung für einen guten Druck während des Bedampfens.
Ich würde an deiner Stelle darüber nachdenken ob es nur mal so zum Lernen und Testen sein soll und dann Billigzeugs nehmen oder wenns richtig gut sein soll dann auch unweigerlich viel Geld investieren und hinterher gewerblich im kleinen Rahmen Sachen bespiegeln.

Bitte mach viele Fotos!

CS, Lars

 

[Felix42]

Hallo Lars,

ich finde das ein sehr interessantes Projekt aber habe auch so meine Bedenken.

Ich auch wenn ich ehrlich bin

Es ist nicht schwer mit einer Turbo in den 10-7 zu kommen, 10-8 ist schon die Grenze bei O-ring gedichteten Systemen(eingeklebte Zündkerzen, ähem).

Danke, und wieder was dazu gelernt... :super:

Die Zündkerzen wollte ich nicht einkleben, sondern nur die Gewinde evtl. mit Loctite oder Epoxydharz abdichten. Scheint wenig Sinn zu machen, also werde ich wohl auf Dichtringe aus Aluminium oder Kupfer umsteigen. Drehmaschine ist vorhanden, also kein Problem...
Bisher sind alle Serienmäßigen Verschraubungen mit O-Ringen abgedichtet, es gibt also mehrere Dichtringe zu drehen... :Trost:
Wird beim Deckel vermutlich schwierig (Durchmesser 405 mm) mit einer Aluminiumdichtung zurecht zu kommen, hast Du da noch einen Vorschlag? Gibt es einen Kunststoff oder eine Gummisorte die keine oder wenig "Ausgasungen" im Vakuum aufweißt???

Du musst eine konstante Dampfrate hinkriegen bei einem guten Druck. Die Dampfkeule muss gleichmäßig den Spiegel über den Durchmesser bedampfen um nicht die schöne Parabel zu zerstören oder ungleichmäßige Reflexionen zu erhalten.

Dampfrate...: wird wohl auf "try and error" hinauslaufen...Beeinflussbare Parameter wären Temperatur des Heizdrahtes (Heizstrom) und die Menge des zu verdampfenden Aluminiums. Vielleicht auch zwei oder mehr Heizdrähte die nacheinander zugeschaltet werden? Belastbare Trafos (2x 3,6 Volt / 100 Ampere sekundärseitig) hab ich mehrere...

Daher sollte der Abstand zur Quelle groß sein und die Schicht muss möglichst dünn bleiben dann sieht die Oberfläche am glattesten aus.

Ich überlege ob ich im Boden des Kessels eine Bohrung von ca. 100 mm Durchmesser anbringe und dort einen "Topf", z.B. eine (leere :/ ) durchgesägte Gasflasche einschweiße die den Verdampfer aufnimmt, dadurch ließe sich der Abstand zwischen Verdampfer und Spiegel deutlich erhöhen...

Ich würde an deiner Stelle darüber nachdenken ob es nur mal so zum Lernen und Testen sein soll und dann Billigzeugs nehmen oder wenns richtig gut sein soll dann auch unweigerlich viel Geld investieren und hinterher gewerblich im kleinen Rahmen Sachen bespiegeln.

Wird ein vermutlich ziemlich langfristiges Schlechtwetterprojekt... feif: , alles was irgendwo zu haben ist wird verbaut...wenns klappt wird verspiegelt, wenn nicht, wird sich schon ein genauso verrückter Abnehmer finden....

Ich freue mich natürlich gerade in der Anfangsphase über jede Hilfe, dann kann ich etwas zielgerichteter vorgehen. Also wenn es hier noch mehr Leute mit Vakuumerfahrung gibt, für mich ist das Neuland...


Viel Grüße und an dieser Stelle nochmal DANKE!!! an alle für jeden Tip, Felix

 

[Starchase]

Hallo Felix,

vieleicht kannst du dir ja irgendwo in der Nähe mal was Kommerzielles anschauen und dann den einen oder anderen Trick abschauen.
Ich habe früher mal einige 1 Zoll Spiegel nach Anleitung aufgedampft und die sahen sehr gut aus. Da gabs vorher auch noch eine dünne Chrom "Haftschicht" von 25nm, dann Silber bzw. Alu 100nm und dann Siliziumdioxid glaube ich.
Die Anlage war aber auch sehr professionell und privat nicht bezahlbar. Wenn die Schicht zu dick wurde gab es Risse und eine Rauhe Oberfläche und manchmal haben sich die Risse sogar leicht abgehoben. Das sieht man natürlich alles nur unter dem REM. Auch hat eine schnelle Aufdampfrate bessere Resultate erzielt als lange mit wenig Rate aufzudampfen. Da kommt aber wieder der Abstand ins Spiel;-) Hoher Abstand und hohe Rate arbeiten gegeneinander...
Du musst versuchen so wenige O-Ringe(Material Viton) wie möglich zu verbauen da es dort immer Lecks gibt. Je mehr Lecks desto größer muss die Pumpleistung sein um einen bestimmten Druck zu halten, eigentlich klar.
Es gibt für kleine zu verschließende Lecks eine Spraydose "vacuum leak sealant" die Hilft vermutlich beim Abdichten der Zündkerzen also Metall auf Metall Dichtungen.

CS, Lars

 

[Felix42]

Hallo Lars,

super, das sind richtig gute Hinweise, Einkaufszettel ist geschrieben... :super:
Viton ist nicht mal was exotisches, nach dem Dichtspray werde ich mal in einem recht gut sortierten Industriezubehörhandel fragen, sonst halt per Internet.
Fotos des "Eisenhaufens" werde ich noch versuchen nachzureichen, gemacht sind sie aber ich bin nach wie vor zu blöd sie ins Netz zu stellen...
Werde mal einen Anbieter für Verspiegelungen in der Nähe ausfindig machen und mir wenn möglich mal vor Ort anschauen wie der Ablauf bei den Profis ist, läßt sich sicher manches vereinfacht umsetzen...

Die Anlage war aber auch sehr professionell und privat nicht bezahlbar.

Mittlerweile ist das ja schon eine reltiv "alte" Technik, darum hoffe ich manches bezahlbar gebraucht aufzutreiben...

Auch hat eine schnelle Aufdampfrate bessere Resultate erzielt als lange mit wenig Rate aufzudampfen.

Hast Du zur Aufdampfrate noch konkrete Werte im Kopf? Ich habe ehrlich gesagt keine Vorstellung in welcher Größenordnung sich das bewegt, Sekunden...Minuten...? Die Menge des Dampfes sollte sich über die Verdampferleistung regeln lassen.


Viele Grüße Felix

 

[Thomas_Payer]

Es gibt übrigens von Varian einen 2-Komponenten-Kleber namens "Torrseal", damit habe ich schon durch eigene Dummheit abgescherte Durchführungen an einer Vakuumkammer zugeklebt und war hinterher wieder in der Gegend von 10^-10mb. Kostet aber glaub ich so um die 100€ für 2x10g

 

[Lutz]

Hallo Felix,
eine gute informationsquelle zum Thema: "home brew vacuum" ist die
Amerikanische VacuumX@yahoogroups.com gruppe!

Nachstehend die beschreibung, wie man aus einer mikrowelle einen
hochvolt-trafo zum verdampfen des aluminiums (on cherry-red tungsten filaments)
extrahieren und umwickeln kann.

Den umgebauten trafo (besser gesagt: netzteil) findet man hier:
http://home.swipnet.se/kmnhij/trafo.jpg
Ist viel kompakter als ein schwerer schweiss-transformator.

Viele grüsse
Lutz Liebers
www.schiefs.com



Von: xxxxxx xxxxxxxx
Antwort an: VacuumX@yahoogroups.com
An: VacuumX@yahoogroups.com
Betreff: Re: [VacuumX] Filament power supply
Datum: Fri, 19 Sep 2008 21:57:28 -0400 (Sa, 03:57 CEST)

Bill,
The power supplies for tungsten filaments of this type usually deliver
high current (50 - 500 amps) at low voltage (1-10 volts).

If you are handy, you can make a high current transformer for next to no
cost. Find a big old microwave oven at the curb on trash day or at a
local garage sale, junkyard or recycling center. The older and bigger,
the better.

Harvest the high voltage transformer from the oven. Cut off the high
voltage windings (the fine wire windings near the top of the
transformer), but try to keep the insulating bobbin and the heavy
primary winding at the bottom intact. Wind 3 - 10 turns of the heaviest
wire you can find through the openings where the old HV windings were.
You can pull several simultaneous parallel strands of 12 or 10 Ga solid
house wire more easily than 1 strand of #6 or #4 solid wire. Secure
your new windings together with lots of nylon tie-wraps to minimize
vibration and buzzing.

Connect the ends of the parallel winding wires together at both ends,
and drive the primary with your Variac, and you should have plenty of
amps to light your tungsten filament.

Dave

williambelisle2003 wrote:
> Hi,
>
> I am new to the group and have just finished building a vacuum chamber
> for aluminizing mirrors. I had a few questions I was hoping someone
> could answer. I started using very fine tungsten filaments from quartz
> light bulbs, but read that the aluminum dissolves into the tungsten,
> making it brittle and causing it to burn out. I then got some tungsten
> filaments from Southwest Tungsten's orphan bin, but the variac I was
> using is not powerful enough to make the filament anything more than
> mildly hot -- it doesn't even glow. I saw that someone had posted a
> schematic for a triac power supply but was hoping for a simpler solution
> (although, if anyone has built one I would love to hear from them).
>
> This site shows a large battery charger controlled with a variac to heat
> the filament:
>
> http://www.geocities.com/natsp2000/Aluminizing2.html
>
> Has anyone tried this? What about using an inexpensive welder?
>
> I will post photos of the chamber in the Photos section if anyone is
> interested.
>
> Best regards,
> Bill Belisle

 

[Beginner36]

ich kann eure Bedenken wegen "lohnt nicht" durchaus nachvollziehen

Lass dich nicht davon abhalten!
James Lerch hat das auch geschafft! Ich finde diesen Typen einfach genial! Getreu dem Motto: Was andere können, kann ich schon lange! ... bastelt der sich eine Beschichtungsanlage. Sein Bericht lässt (fast) keine Fragen offen (siehe Link: Pos 18 Aluminizing, Unterkapitel A-F).

Viel Freude beim weiteren Basteln!


CS

Alexander

 

[Felix42]

Hallo Thomas,

verspäteten Dank für den Hinweis auf den Kleber, werde ich sicher auch brauchen... :/ , sieht zwar im Augenblich recht gut aus was die Dichtigkeit angeht, aber noch bin ich ja nicht im Bereich echten Vakuums, ist eher dünne Luft. Blöderweise kann ich den Druck nicht wirklich messen, das angebaute Unterdruckmanometer fängt unterhalb von ca. 20 Torr an zu spinnen. Immerhin hält der Kessel jetzt dicht, heute Morgen auf ungefähr 5 Torr abgepumpt, bis jetzt keine Änderung in fast 5 Stunden. Schonmal ein Fortschritt.


Hallo Lutz,

werde mich in Ruhe durch die Seiten lesen, gibt bestimmt reichlich Wissenswertes. Bis jetzt bin ich noch in der Informationen-sammel-Phase. Etwas erschreckt hat mich Deine letzte Mail, Hochspannung im Vakuum hat ja schöne Nebenwirkungen...


Hallo Alexander,

entmutigen lasse ich mich nicht da ich mir keinen Zeitrahmen gesetzt habe. Ich schau einfach was sich alles mit repariertem Schrott erreichen läßt, was zu haben ist wird mitgenommen. Andere haben ihre Verspiegelkammern ja aus noch wüsteren Sachen zusammengebaut, scheint nicht unmöglich zu sein. Im Endeffekt fehlen "nur" ein paar nicht ganz billige Kleinteile, das meiste hab ich schon zusammen. Da Vakuumtechnik aber schon einige Jahrzehnte auf hohem Niveau existiert sind immer mal wieder Teile durch Modernisierungsmaßnahmen zu haben die vor Jahren für Bastler unerschwinglich waren.


Als nächstes werde ich den Verdampfer angehen, am Kessel gibt es momentan nichts was ich machen könnte, erst muß eine Möglichkeit her den Druck genauer zu messen damit ich weiß in welcher Größenordnung ich überhaupt bin.

Werde brichten sobald es erwähnenswerte Neuigkeiten gibt oder sich weitere Fragen ergeben...


Viele Grüße Felix

 

[BigMan200]

Hallo,
habe gesehen dass du (leider!), dass Projekt wohl aufgegeben hast. In einem anderen Thread bietest du nun die Teile an, jedoch scheinst du keine PN zu erlauben weder lässt sich um "Verkaufsthread" etwas posten.
Wäre eventuell an dem einen oder anderen Teil interessiert.

Allgemein: findet sich hier jemand, der an dem Thema noch Interesse hat bzw. eine Anlage im Eigenbau sein eigen nennen kann?

 

[wurzelwaerk]

Hallo,
bitte lies die Foren- und Board-Regeln bzgl. PN und Antworten im Biete-Board.

 

[BigMan200]

upps... yep... da steht
"Neue User und bestehende Accounts mit weniger als 5 Postings können keine PNs mehr schreiben/versenden."

 

[Felix42]

Leider kann ich Dir auch (noch) keine PN senden...

Entweder wartest Du auf die Freischaltung oder setzt Deine Emailadresse ins Profil dann melde ich mich. Einiges ist noch zu haben.

Viele Grüße Felix

 

[BigMan200]

'tschuldige meine späte Rückanwort.
Bin nach wie vor generell an dem Thema interessiert und bin aktuell fleißig bei der Recherche. Bin sicher auch an dem einen oder anderen Teil von dir interessiert, jedoch muss ich mir nun doch mal zuerst einen Überblick verschaffen, wie ich das Ganze am Schluss zusammenschrauben will.

Hast du das Projekt denn gänzlich verworfen. Ich meine, noch bevor die Anlage in Betrieb gegangen ist?