Исследование производительности работы магнетронной распылительной системы с жидкометаллической мишенью
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
системой, во-вторых, вставить дополнительные магнитопроводящие материалы, которые помогают концентрировать линии магнитного поля.
Мишень, тигель и часть корпуса будут изготовлены из нержавеющей стали. Фланец, боковая часть корпуса и различного рода магниты будут представлять собой изделия из магнитной стали.
Размеры разрабатываемого магнетрона с теплоизолированной мишенью небольшие. Это обусловлено двумя причинами: во-первых, данный экземпляр установки будет лабораторным, во-вторых, малая затрачиваемая мощность для его работы, то есть не нужно будет использовать очень мощные источники питания.
2.2 Моделирование магнитного поля с помощью пакета программ для выбранной конструкции
- это мощный современный комплекс программ для инженерного моделирования электромагнитных, тепловых и механических задач методом конечных элементов. Дружественный русскоязычный пользовательский интерфейс, простота описания даже самых сложных моделей, широкие аналитические возможности комплекса и высокая степень автоматизации всех операций позволяют разработчику полностью сосредоточиться на своей задаче.
Редактор модели позволяет легко и быстро описать геометрию модели. Также можно импортировать фрагменты модели из AutoCAD или других систем проектирования. При построении сетки конечных элементов можно использовать удобные средства управления ее густотой или полностью довериться автоматической системе построения сетки. Источники и граничные условия полностью независимы от сетки, и могут быть изменены в любое время [14]. позволяем решить следующие плоские и осесимметричные задачи:
Линейная и нелинейная магнитостатика.
Магнитное поле переменных токов (с учетом вихревых токов).
Нестационарное магнитное поле.
Электростатика.
Электрическое поле переменных токов в неидеальном диэлектрике.
Растекание токов в проводящей среде.
Линейная и нелинейная, стационарная и нестационарная теплопередача.
Линейный анализ напряженно-деформированного состояния.
Связанные задачи.
С помощью ELCUT пользователь может в течение одного сеанса описать задачу - ее геометрию, свойства сред, источники поля, граничные и другие условия, решить ее с высокой точностью и проанализировать решение с помощью средств цветной графики. ELCUT позволяет решать сложные задачи расчета полей на персональных компьютерах, не прибегая к помощи больших ЭВМ или рабочих станций.использует следующие типы документов, относящиеся к каждой конкретной задаче:
описание задачи;
геометрическая модель;
физические свойства;
результаты решения;
Кнопка Открыть модель открывает окно геометрической модели, ассоциированной с активной в данный момент задачей;
Кнопка Решить - перед тем как воспользоваться этой кнопкой необходимо: создать геометрическую модель, задать свойства сред, граничные условия и построить расчетную сетку;
Кнопка Увидеть результат - позволяет отразить результаты решения задачи [15].
Методика работы:
В программе ELCAT разрабатывалась геометрическая модель магнетрона. Данная модель представлена на рисунке7.
После того как разработка геометрической модели завершена необходимо задать свойства материалов.
Рисунок 7 -- Геометрическая модель магнетрона с жидкометаллической мишенью в пакете программ ELCAT.
Для этого выбирают необходимую часть разрабатываемой конструкции (как показано на рисунке 8) и задают нужные свойства для этой части.
Рисунок 8 -- Геометрическая модель магнетрона с жидкометаллической мишенью с выделенной частью корпуса для задания ему необходимых свойств в пакете программ ELCAT.
Далее, если все материалы без исключения выбраны, то можно получить распределение магнитного поля в данной конструкции магнетрона с жидкометаллической мишенью. Для этого в верхней части окна программы ELCAT выбирается кнопка СЕТКА для построения расчетной сетки (рисунок 9).
Рисунок 9 - Геометрическая модель магнетрона с жидкометаллической мишенью в программе ELCAT с рабочей сеткой.
После этого кнопка РУШИТЬ позволяет программе ELCAT произвести необходимые расчеты. Для построения силовых линий магнитного поля для выбранной конструкции магнетрона с теплоизолирующей мишенью. Результат решения представлен на рисунке 10.
Рисунок 10 -- Геометрическая модель магнетрона с жидкометаллической мишенью в программе ELCAT с силовыми линиями магнитного поля.
Величину индукции магнитного поля можно вычислить как для отдельной точки, так и для определенного отрезка данной конструкции. Наглядно это представлено на рисунке 11.
Рисунок 11 - Геометрическая модель магнетрона с жидкометаллической мишенью в программе ELCAT с выделенной поверхностью мишени.
Также в программе ELCAT величину магнитной индукции можно увидеть в графическом представлении (рис.12).
Рисунок 12 -- График величины горизонтальной составляющей индукции магнитного поля для магнетрона с жидкометаллической мишенью.
Из данного графика видно, что величина магнитной индукции составляет 73 мТл. Было разработано несколько конструкций магнетрона с жидкометаллической мишенью для сравнения величины горизонтальной составляющей магнитного поля, но конструкция магнетрона с полюсным наконечником наиболее оптимальна, так как в ней значение индукции магнитного поля имеет максимальное значение из всех остальных конструкций.
Также предс