TECNICA DE CARACTERIZACION

TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCION 1

2. MARCO TEORICO 1

2.1. BOMBAS TURBOMOLECULARES (TMP) 1

2.2. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO 1

2.3. HISTORIA DE LAS BOMBAS TURBOMOLECULARES 2

2.4. CONSIDERACIONES TEÓRICAS: DATOS DE RENDIMIENTO 3

2.5. DATOS TÍPICOS DE VACÍO DE LAS TMP COMERCIALES 6

2.5.1. Compresión 6

2.5.2. Velocidad de Bombeo 7

2.5.3. Presión final 8

2.6. DISEÑO ACTUAL DE LAS BOMBAS TURBOMOLECULARES 8

2.6.1. Geometría del rotor y el estator 8

2.6.2. Suspensión de rotor 10

2.6.3. Rodamientos mecánicos 10

2.6.4. Lubricación de los rodamientos del rotor mecánico 10

2.6.5. Rodamientos secos: Suspensión Magnética 11

2.6.6. Equilibrio y vibraciones 11

2.6.7. Materiales de rotor 12

2.6.8. Sistemas de accionamiento para TMP 12

2.7. BOMBAS DE ARRASTRE TURBOMOLECULARES. 12

3. BIBLIOGRAFIA 13

INTRODUCCION

La Espectrometría de Retrodispersión de Rutherford (RBS) se basa en colisiones que ocurren entre núcleos atómicos y deriva su nombre del físico y químico neozelandés Ernest Rutherford, quien en 1911 fue el primero en presentar el concepto de átomos con núcleos. Este método se trata de medir el número y la energía de los iones en un haz que retrodispersión después de chocar con los átomos de superficie de una muestra. Con esta información, es posible determinar la masa atómica y las concentraciones elementales frente a la profundidad por debajo de la superficie. RBS es ideal para la determinación de la concentración de elementos químicos más pesados que los principales constituyentes del sustrato, como en una solución sólida. Su sensibilidad es muy pobre para masas de bajo peso, y para caracterizar muestras muy por debajo de la superficie.

Figura 1. El físico y químico neozelandés Ernest Rutherford

Cuando una muestra se bombardea con un haz de partículas de alta energía, la gran mayoría de las partículas se implantan en el material y no escapan. Esto debido a que el diámetro de un núcleo atómico es del orden de 1e-15 m, mientras que la separación entre los núcleos es del orden de 2e-10 m. Una pequeña fracción de las partículas incidentes se someten a una colisión directa con un núcleo de uno de los átomos en los pocos micrómetros superiores de la muestra. Esta "colisión" en realidad no implica el contacto directo entre el ion del haz y un átomo de la muestra. El intercambio de energía se produce a causa de fuerzas de Coulomb entre los núcleos en estrecha proximidad entre sí. Sin embargo, la interacción puede ser modelada con precisión como una colisión elástica utilizando la física clásica.

La energía medida para la retrodispersión de una partícula en un ángulo dado depende de dos procesos. Las partículas pierden energía mientras que pasan a través de la muestra, tanto antes como después de una colisión. La cantidad de energía que se pierde depende de la potencia de frenado de ese material. Una partícula también perderá energía como resultado de la propia colisión. Estas pérdidas en la colisión dependen de las masas de los átomos de la muestra impactada. La relación de la energía del haz que actúa como proyectil antes y después de la colisión se llama el factor de cinemática.

El número de eventos de retrodispersión que se producen a partir de un elemento dado en una muestra depende de dos factores: la concentración del elemento y el tamaño efectivo de su núcleo. La probabilidad de que un material puede causar una colisión se llama su sección eficaz de dispersión.

2. MARCO TEORICO

2.1. PRINCIPIOS BASICOS DE

RBS se basa en la colisión entre los núcleos atómicos, cuando una muestra se bombardea con un haz de partículas de alta energía, la gran mayoría de las partículas se implantan en el material e incrustadas en él, esto es debido a que el diámetro de un núcleo atómico es del orden de 〖10〗^(-4) Å, mientras que la separación entre los núcleos es del orden de 1Å. Una pequeña fracción de las partículas incidentes se someten a una colisión directa con un núcleo de uno de los átomos en los pocos μm superiores de la muestra, esta colisión en realidad es debido a la fuerza culómbica presente entre dos núcleos con una estrecha proximidad el uno al otro, pero puede ser modelado como una colisión elástica utilizando la física clásica. La energía de una partícula retrodispersada detectada en ángulo dado depende de dos procesos, la pérdida de energía por la partícula debido a la transferencia de impulso para el átomo de destino durante el evento de retrodispersión, y la pérdida de energía por la partícula durante la transmisión de la muestra a través de material.

Figura 2.Un esquema que muestra los diferentes procesos de pérdida de energía de retrodispersión de una profundidad dada en una muestra. La energía se pierde por la transferencia de momento entre la partícula sonda, y como el sondeo de partículas atraviesa el material de la muestra, tanto antes como después de la dispersión Characterization technique.

La anterior figura es un esquema que muestra la retrodispersión que ocurre en la superficie de una muestra y a una determinada profundidad "d" en la muestra. Para la dispersión en la superficie de las muestras de la única pérdida de energía es debido a la transferencia de momento al átomo de chocado. La relación de la energía de los proyectiles antes y después de la colisión es definida por el factor cinemático:

K=E_1/E_0 =(√(1-〖((M_1/M_2 )sin⁡〖θ)〗〗^2 )+(M_1/M_2 )cos⁡θ)/(1+(M_1/M_2 )) (1)

Donde M_1 es la masa de la partícula incidente, comúnmente es la masa del He, y la M_2 es la masa del átomo destinado, y R se define como el ángulo entre la trayectoria de la partícula durante la dispersión. Como se muestra en la figura 1, cuando las partículas de sondeo penetran a cierta profundidad en una muestra, la energía se pierde en mirando colisión con los núcleos de los átomos del blanco, así como en la interacción con la pizca de electrones. Para un 2 - MeV átomo de He, la pérdida de energía está en el intervalo de 100-800 eV / nm y depende de la composición y densidad de la muestra. Esto significa que una partícula que retrodispersión de cierta profundidad en una muestra tendrá al menos una forma medible de energía que una partícula que retrodispersión desde el mismo elemento en la superficie de las muestras.Esto permite utilizar RBS para

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