1、 生產實習技術報告 學院：機電學院 班號：05081401學號：2013301441姓名：曾培林技術報告目錄（一） 公司介紹（二） 實習日程安排（三） 實習了解的產品種類及知識總結（四） 干泵的工作原理的較深入了解與總結（五） 實習感想與活動總結 一 公司介紹中國科學院沈陽科學儀器股份有限公司 (以下簡稱公司) 是一家集真空儀器裝置研發、生產、銷售、服務為一體的高科技企業，其前身是中國科學院沈陽科學儀器研制中心，創建于1958年，公司位于沈陽市渾南新區 (國家高新技術產業開發區) 內，占地面積110畝、建筑面積3.5萬平方米，總資產3.5億元人民幣。公司現有員工382人，其中具有本科以上學歷的

2、科技人員占員工總數的60%。公司始終堅持以人為本，追求技術領先。經過半個世紀的發展，造就了創新合作的學習型團隊，構建了高起點、高標準的技術平臺。公司以高真空、超高真空、潔凈真空技術為基礎，主要研發生產各類薄膜材料制備設備、納米材料制備設備、真空冶金設備、單晶爐、太陽能光伏設備、集成電路裝備、大科學工程裝備、無油真空獲得及系統集成。多年來，公司依靠自身的技術和人才優勢，創造了多項國內第一，多次打破發達國家技術封鎖。公司參加了北京正負電子對撞機、合肥同步輻射、蘭州重離子加速器、上海第三代光源、“921”工程等國家重大科學工程的建設，為其提供了先進的技術和成套設備。曾先后獲得國家科技進步獎十余項，中

3、國科學院及省部級科技進步獎五十余項，國家級新產品三十余項，擁有專利80余項，是遼寧省、沈陽市的高新技術企業，連續多年獲得AAA級資信等級證書。公司2000年通過了ISO9001國際質量體系認證；2006年被認定為“沈陽市科技領航型企業”；2007年被遼寧省認定為“技術創新示范企業”；并入選“科技創新示范企業”培育計劃；2008年公司企業技術中心被遼寧省認定為“省級企業技術中心”；2013年獲得“遼寧省創新型中小企業”稱號。公司建立了先進的設計、加工和質量管理體系，產品設計采用三維軟件設計，并引入了PDM (產品數據管理) 和CAPP (計算機輔助工藝過程設計) ，進一步提高了產品的設計和生產效

4、率。在產品質量方面，嚴格執行ISO9001國際質量體系。公司現擁有各類機加設備100多臺套，擁有高檔數控加工中心及檢測設備。在加工、焊接、清洗、表面處理、真空除氣等方面具有明顯優勢，擁有先進的表面工藝生產線、標準廠房、潔凈裝調間。沈科儀隸屬于中科院，在響應號召改制為股份制企業后，由中科院控股，其兄弟企業有聯想和北京科儀等公司。沈科儀制造出了我國第一臺分子外延設備，第一臺多功能電子能譜儀。其子公司在上海、成都、沈陽都有分布，不過據我向干泵維修部的師傅了解，在上海沈科儀只有維修的廠而無研發的技術部門。沈科儀總部公司場地成L形布局，主要產品有以下三種：（1）科研實驗類產品，主要用于各大高校和研究所；

5、（2）國家重大科學項目，如北京正負粒子對撞機與蘭州重離子加速器等高價大工程；（3）工業化生產設備，來訂購的主要是一些國內半導體制造商。沈科儀是中國真空協會和中國真空學會的副理事長單位，技術力量很強，公司主要有三個技術產品部門：（1）真空應用產品事業部（2）高端裝備事業部（原LED裝備事業部）（3）真空干泵事業部。我們近兩周的實習就在這三個部門進行。二實習日程安排 7.10 抵達沈科儀，開會簡要了解公司與產 品； 7.11至7.13 在真空應用產品事業部實習； 7.14 在真空干泵事業部實習；7.15,7.16 放假； 7.17,7.18 在真空干泵事業部實習； 7.19,7.20,7.21早上

6、 在高端裝備事業部聽龐師傅講課與實 習； 7.21下午 在會議室開會總結，并寫技術報告的 提綱，7.21晚離開沈科儀，實習完滿 結束。三實習了解的產品種類與知識總結 (一) 真空應用產品：這類產品主要在真空應用產品事業部實習的地方，在這一部門。其客戶多是高校和科研院所，還有一小部分是半導體企業。第一天實習時，主要了解的是非標個性化產品，比如西工大材料學院定制的非標真空冶煉裝置，哈工大定制的非標納米氣相沉積裝置，此外還有一臺非標的熱蒸發鍍膜設備。第二天和第三天實習主要學習的是真空互聯裝置和標準真空應用產品。在實習中，我了解到了真空應用產品的一些重要部件：（1） 真空干泵：主要有分子泵和離子泵兩大

7、類，目前沈科儀做的主要是離子泵，分子泵領域主要是北科儀在做。在真空應用產品中，分子泵用的多為渦旋分子泵，其原理是利用高速旋轉的轉子把動量傳輸給氣體分子，使之獲得定向速度，從而被壓縮、被驅向排氣口后為前級抽走以達到制造真空的目的。據師傅介紹分子泵除了渦旋泵外還有牽引泵和復合泵這兩種類型。在講解時，他重點介紹了復合泵這種分子泵：復合式分子泵的形式很多，按結構分，主要有兩種：一種是渦輪葉片與盤式牽引泵的串聯組合；另一種是渦輪葉片與筒式牽引泵的串聯組合。渦輪級主要用來提高泵的抽速，一般采用有利于提高抽速的葉片形狀，級數在l0級以內。牽引級主要用來增加泵的壓縮比，提高泵的出口壓力。 盤式牽引級是在平板圓

8、盤平面上按一定規律開出數條型線溝槽，然后將數塊圓盤串接起來構成，型線有阿基米德螺線、對數螺線、圓弧線等。抽氣時靠高速轉動的圓盤對氣體分子進行“拖動”，使其沿溝槽作由內向外及由外向內的往復折回的定向流動，從而達到抽氣目的。筒式牽引級是在圓筒形的轉子或定子的圓柱面上開一定斷面形狀的溝槽，如矩形、圓弧形、三角形及其它形狀的多頭螺旋槽。由于簡式牽引泵型線溝槽開在轉子圓柱外表面或泵體內表面上，因此可以充分利用圓柱外圓較高的線速度對氣體分子進行動量傳遞，提高泵的抽氣效果。在設計制造中，可以通過改變螺旋溝槽通道與抽氣方向之間的夾角(螺旋升角)來達到較理想的抽氣效果。在復合分子泵的設計中，必須處理好渦輪級與牽

9、引級之間的應配和銜接關系。由于渦輪級有較大的抽氣面積，抽速很大，而牽引級溝槽抽氣面積較小，在兩種結構的聯接處，由渦輪葉片壓縮下來的氣體分子的流動方式突然轉變，使氣體分子的運動在聯接處由有序變成無序，至使返流增加，抽氣能力下降。因此，在設計時應在渦輪級和牽引級轉換處加上過渡級結構，以提高泵的抽氣性能。隨著復合分子泵的不斷改進，其應用領域越來越廣，在某些抽氣系統上可以替代擴散泵，縮短了系統的抽氣時間，并可獲得無油污染的清潔真 空環境。 （2）閥門：在實習中我見得最多的便是插板閥和蝶閥了，所以在課下對這兩類閥門也進行了了解。插板閥又稱手動刀型閘閥，刀形閘閥它是一種閘板與閥座始終緊密接觸密封的閥門，其

10、原理是閘板上開有一個通徑大小的圓口，通過閘板啟閉使得閘板上圓口跟通徑做完全脫離和相吻合的動作。此閥門的優點在于閥體通徑無凹槽，介質不會卡阻堵塞，并且具有全通徑流通特性，其密封結構可以分軟密封、硬密封結構。穿透式刀閘閥是具有精密構造，工藝性好，結構緊湊等特點，密封閥座為活動結構設計，有防磨損和自動補償功能，因而壽命更長。在關閉和開啟過程中閥座跟閘板一直緊貼運動，使得閥門啟閉力穩定， 并且具有切斷介質等特點。蝶閥又叫翻板閥，是一種結構簡單的調節閥，可用于低壓管道介質的開關控制的蝶閥是指關閉件（閥瓣或蝶板）為圓盤，圍繞閥軸旋轉來達到開啟與關閉的一種閥。 （3）密封圈及測漏方法： 密封方法主要有無氧銅

11、圈密封和銀線密封兩種方法。其中無氧銅圏密封適用于一般情形下的密封，而銀線密封主要適用于真空度要求高的情形下的密封。 檢漏方法主要有酒精檢測和氦氣檢測兩種方法，酒精檢測較為簡便，只適用于粗測，細微的漏點檢測不到，而氦氣檢漏方法較復雜，還需用到專門的儀器，但是檢測結果精確，所以精密檢漏中多用氦氣檢漏的方法。 （4）水冷或氣冷裝置：水（氣）冷的目的是為了讓干泵維持在一個合適的溫度，避免因溫度較高而損傷干泵，降低其壽命。 （5）真空規管：主要有電阻規與電離規兩種真空規管，電離規是用來測量高真空（10-5pa到10-6pa）的壓力，電阻規是用來測量低真空(0.1pa左右)的壓力，兩種規管壓真空度測量范圍

12、不一樣。 下面來詳述一下我前三天實習所了解的一些典型真空應用產品： （1）熱蒸發鍍膜非標產品：通過加熱蒸發某種物質使其沉積在固體表面，稱為熱蒸發鍍膜，熱蒸發鍍膜技術是歷史最悠久的PVD鍍膜技術之一。熱蒸發鍍膜機一般主要用于蒸鍍Cd、Pb、Ag、Al、Cu、Cr、Au、Ni等材料。 （2）真空互聯裝置： 該工程屬于國家科技大項目，由沈科儀為蘇州某科研院所研發制造。“納米真空互聯實驗站”依托中科院蘇州納米技術與納米仿生研究所，由中科院與江蘇省、蘇州市共同建設，首期投入約15億元，建設規劃用地約150畝，納米真空互聯實驗站包括納米材料生長、器件制備、加工與測試等各功能模塊的真空互聯裝置及個性化用戶站

13、，形成一個獨一無二的材料研究與器件研發環境。互聯裝置的物質輸運由磁控小車承擔，通過電動控制器與光電定位機構進行自動控制。另外載物臺下方還置放彈簧以達到減震的目的。 （3）PECVD型等離子體化學氣相沉積鍍膜設備 設備采用等離子體增強化學氣相沉積技術，在光學玻璃、硅、石英以及不銹鋼等不同襯底材料上沉積氮化硅、非晶硅和微晶硅等薄膜，用以制備非晶硅和微晶硅薄膜太陽電池器件。可廣泛應用于大專院校、科研院所的薄膜材料的科研與小批量制備。該系統主要由真空反應室、上蓋組件、熱絲架、基片加熱臺、工作氣路、抽氣系統、安裝機臺、真空測量及電控系統等部分組成。 （4）雙室磁控濺射系統 系統主要由濺射真空室、進樣室、

14、永磁磁控濺射靶（三個靶）、單基片加熱臺、直流電源、射頻電源、工作氣路、抽氣系統、真空測量、電控系統及安裝機臺等部分組成。用于納米級單層及多層功能膜、硬質膜、金屬膜、半導體膜、介質膜等新型薄膜材料的制備。 （5）真空冶金裝置： 冶金裝置主要了解的是電弧爐。主要由電弧熔煉真空室、電弧槍、電弧熔煉電源、五工位水冷銅坩堝、翻轉機械手、真空吸鑄裝置、磁力攪拌、工作氣路、系統抽氣、真空測量及電氣控制系統、安裝機臺等各部分組成。用于熔煉高熔點金屬/合金，以及真空吸鑄法制備大塊非晶材料。（二）干泵維修和制造 第一天在干泵事業部的實習主要是在維修部門進行的，主要了解的是干泵維修的步驟，下面對干泵的維修過程進行詳

15、細說明： （1）第一步是將完整的干泵進行拆解，拆解時先通過注油并加熱打開齒輪與軸的過盈連接，取下齒輪。經我觀察，干泵內的密封方式主要用的是膠圈密封。 （2）用清洗機對干泵的零部件進行清洗，其清洗劑是酸性金屬清洗劑。所謂的清洗就是洗去零件表面油污和粉塵的過程。 （3）用烘烤機對清洗后的零件進行烘干。 （4）將零件送入噴砂機進行除銹，除銹主要針對內表面，外表面采用噴涂黑色防銹漆的方法進行防銹。 (5)對清洗好的零件進行裝配，因為員工外出，這一過程閑置，未能看到實際操作。 干泵損壞的主要原因是在使用中的粉塵積累，干泵的泵間縫隙要盡可能小的目的是為了減小反流。 除了維修之外還參觀了對干泵的動平衡檢測，

16、制造的剛性轉子都要在平衡機上作動平衡測量，動平衡的目的在于消除機械在高速轉動的情況下發生不平衡現象。在高速轉動情況下即使是很小的零部件都會產生很大的離心力，而平衡機可以校正轉子，從而實現動平衡。 在干泵事業部的實習第二天和第三天是在干泵的調試與裝配部門，在這個部門，一半場地用來做干泵的裝配與調試，一半用來進行渦旋泵的裝配與調試。首先來說干泵的裝配過程，主要是將零部件裝配為完整的干泵，沈科儀的產品主要以二級泵為主，也有少量的四級泵與進口泵在廠里進行保修維護。在學習中了解到500A型干泵和1000A型干泵的原理并不盡相同，500A型干泵的上泵與下泵均為羅茨干泵，而1000A型干泵只有上泵為羅茨泵，

17、下泵為一復合泵。對于干泵的調試來說，需要用專用儀表測量以下數據：干泵頻率，干泵溫度，羅茨溫度，羅茨功率，羅茨電流，干泵功率，干泵電流，氮氣流量，排氣壓力，運行時間，報警狀態等參數。下午時還進行了干泵控制電路的組裝。干泵控制電路的主要組件有：變阻器，熱敏電阻，濾波器。由一條三火一地的電線對各元件進行連接，使用的電源為三相交流電源，通過電路即可實現對溫度，干泵轉速，干泵抽速的控制。 渦旋泵一般關注的是其進氣口的極限真空度，極限真空度的測量利用的是真空計與流量計，流量計的接口接在渦旋泵的進氣口上，接通電源后，待渦旋泵工作一段時間，觀察真空計的示數，了解渦旋泵的極限真空度大小。 （三）高端裝備事業部

18、在高端裝備事業部的實習主要以聽課方式和自主學習為主，學習到的東西較為零散。 講課的內容主要圍繞半導體產業以及光伏產業展開，不僅講述了這些行業的發展歷程與應用的典型技術，而且講了一些這些產業發展中出現的不足。 首先來說光伏產業，重點講了藍寶石的制備方法，最初藍寶石的制備方法是火焰法，由歐洲一位商人研究發明。現今的光伏產業則屬于資金密集型和技術密集型的產業，在國內幾次產業洗牌后，留下的都是有著雄厚資金和科研實力的大型公司，小公司很難在光伏產業中生存。值得注意的是政府在08年前對光伏企業有很多政策補貼和貸款優惠，但因為很多企業借政策空子空手套現，騙貸虛報，國家已于08年后取消了對光伏行業的補貼，無錫

19、尚德公司的破產就是最典型的事件。對于半導體行業，經濟收益最高的是下游的產業，中上游產業屬于勞動密集型產業，但收益并不多。晶體的生長工藝主要有：直拉法，水平區熔法，熱交換法，導模法，虹吸法，泡生法等方法。 除去聽課外，還參觀了石墨烯裝置（石墨烯目前可以制作墨水屏幕），有機-無機蒸發鍍膜裝置 （采用了九個束源爐）。石墨烯裝置的原理是利用氫氣與乙烯高溫裂化生成石墨烯。四干泵（真空泵）的工作原理的較深入了解與總結 真空泵俗稱干泵。真空泵是指利用機械、物理、化學或物理化學的方法對被抽容器進行抽氣而獲得真空的器件或設備。通俗來講，真空泵是用各種方法在某一封閉空間中改善、產生和維持真空的裝置。真空泵腔內無任

20、何潤滑油，四對斷面相同的轉子，分別在它們各自的泵腔內固定在兩個平行的軸上，用一對時限齒輪把它們連接并調整到使它們相互不接觸，有一定的間隙。干泵工作時，泵腔容積不斷周期性地發生變化，由大到小和由小到大，這樣利用氣體通道的啟閉作用實現抽氣作用，并且采用拼接成套的結構，細小雜質和灰塵可通過氣道和氣體一起排出泵外，泵的連續工作最大入口壓力為5000Pa，可直排大氣。按真空泵的工作原理，真空泵基本上可以分為兩種類型，即氣體捕集泵和氣體傳輸泵。其廣泛用于冶金、化工、食品、電子鍍膜等行業。 隨著真空應用的發展，真空泵的種類已發展了很多種，其抽速從每秒零點幾升到每秒幾十萬、數百萬升。隨著真空技術在生產和科學研

21、究領域中對其應用壓強范圍的要求越來越寬，大多需要由幾種真空泵組成真空抽氣系統共同抽氣后才能滿足生產和科學研究過程的要求，由于真空應用部門所涉及的工作壓力的范圍很寬，因此任何一種類型的真空泵都不可能完全適用于所有的工作壓力范圍，只能根據不同的工作壓力范圍和不同的工作要求，使用不同類型的真空泵。為了使用方便和各種真空工藝過程的需要，有時將各種真空泵按其性能要求組合起來，以機組型式應用。 常用真空泵包括干式螺桿真空泵、水環泵、往復泵、滑閥泵、旋片泵、羅茨泵和擴散泵等，這些泵是我國國民經濟各行業應用真空工藝過程中必不可少的主力泵種。近年來， 伴隨著我國經濟持續高速發展，真空泵相關下游應用行業保持快速增

22、長勢頭，同時在真空泵應用領域不斷拓展等因素的共同拉動下，我國真空泵行業實現了持續穩定地快速的發展。 真空泵的結構特點： （1)泵總體結構型式 真空泵的泵體的布置結構決定了泵的總體結構。立式結構的進、排氣口水平設置，裝配和連接管路都比較方便。但泵的重心較高，在高速運轉時穩定性差，故這種型式多用于小泵。臥式泵的進氣口在上，排氣口在下。有時為了真空系統管道安裝連接方便，可將排氣口從水平方向接出，即進、排氣方向是相互垂直的。此時，排氣口可以從左或右兩個方向開口，除接排氣管道一端外，另一端堵死或接旁通閥。這種泵結構重心低，高速運轉時穩定性好。一般大、中型泵多采用此種結構。泵的兩個轉子軸與水平面垂直安裝。

23、這種結構裝配間隙容易控制，轉子裝配方便，泵占地面積小。但泵重心較高且齒輪拆裝不便，潤滑機構也相對復雜。（2)泵的傳動方式真空泵的兩個轉子是通過一對高精度齒輪來實現其相對同步運轉的。主動軸通過聯軸器與電機聯接。在傳動結構布置上主要有以下兩種：其一是電動機與齒輪放在轉子的同一側如圖。從動轉子由電動機端齒輪直接傳過去帶動，這樣主動轉子軸的扭轉變形小，則兩個轉子之間的間隙不會因主動軸的扭轉變形大而改變，故使轉子之間的間隙在運轉過程中均勻。這種傳動方式的最大缺點是：a.主動軸上有三個軸承，增加了泵的加工和裝配難度，齒輪的拆裝及調整也不便；b.整體結構不勻稱，泵的重心偏向電動機和齒輪箱一側。 特點：(1)

24、在較寬的壓力范圍內有較大的抽速；(2)轉子具有良好的幾何對稱性，故振動小，運轉平穩。轉子間及轉子和殼體間均有間隙，不用潤滑，摩擦損失小，可大大降低驅動功率，從而可實現較高轉速；(3)泵腔內無需用油密封和潤滑，可減少油蒸氣對真空系統的污染；(4)泵腔內無壓縮，無排氣閥。結構簡單、緊湊，對被抽氣體中的灰塵和水蒸汽不敏感；(5)壓縮比較低，對氫氣抽氣效果差；(6)轉子表面為形狀較為復雜的曲線柱面，加工和檢查比較困難。目前，真空行業使用的大多數機械真空泵都是用油、水或其它聚合物等流體充當泵的工作介質，在泵內起冷卻、密封、潤滑等多種作用。隨著科學技術的發展以及真空應用領域的擴大，原有的機械真空泵及其組成

25、的抽氣系統出現了兩個急需解決問題：一是泵的工作介質返流污染被抽容器，而這種返流在許多情況下會影響產品的質量、數量，增加設備的維護成本。其次，由于某些工藝過程中的反應物質使真空泵內的介質嚴重變質，使泵不能正常工作。對于普通的無油真空系統來說，雖然可用油封式真空泵加上冷阱或吸附阱之類附件來防止返流，但不能徹底解決問題，而且使系統顯得復雜。而使用適當型式的干式機械真空泵，則可以達到理想的使用效果。干泵的應用是廣泛的，主要有以下幾個方面：（1）低壓化學氣相沉積中的多晶硅制備工藝中；（2）半導體刻蝕工藝。在這些生產工藝中往往用到或生成腐蝕性氣體和研磨微粒；（3）除半導體工藝外的某些產生微粒的工藝。在這些

26、工藝中，不希望微粒混入泵油中，而希望微粒排出泵外，用一定型式的干式機械真空泵可以滿足要求；（4）化學工業、醫藥工業、食品工業中的蒸餾、干燥、脫泡、包裝等，防止有機溶劑造成污染，適合用干式真空泵；（5）用做一般無油清潔真空系統的前級泵，以防止油污染。近年來，干泵得到迅速的發展，國外多家大真空公司都研制出了新型的干泵。國內的許多單位也一直在進行干泵的開發研制工作，如東北大學、沈陽真空技術研究所、上海真空泵廠等。目前，干泵主要分為接觸型及非接觸型。接觸型的干式泵有葉片式、凸輪式、往復活塞式、膜片式等，這類泵的速度較低，適用于小容量高壓縮比（單級壓縮比）。非接觸型的干式泵有羅茨型、爪型、螺桿型、渦旋型

27、等，其速度較高，適用大容量，低壓縮比（指單級壓縮比）。不同類型的干式泵具有各自的特點。使用時可根據不同的用途加以選擇。五實習感想與活動總結（1） 實習體會：為期兩周的生產實習結束了。這段時間以來，我們經歷了很多，學到了很多，同樣也領悟了很多。俗話說實踐是檢驗真理的唯一標準。我們生活學習都在學校，接觸的是課本知識，很少有機會接觸工廠的生產流程。但通過這半個月的生產實習，我的這些錯誤觀點都改變了。書本上的知識是生產技術的基礎和保障，沒深厚理論的支持在工作崗位上會很迷惘去摸索，結果有時還會不盡如人意。在實習過程中，我充分的了解到理論聯系實際的重要性。通過實習，對自己專業有了更為詳盡與深刻的了解，也是對學校所學知識的鞏固與靈活運用。這也使我明白了要不斷的豐富自己的專業知識和專業技能才能在職場中更加有發