特種成膜設(shè)備真空容器設(shè)計(jì)及有限元分析的中期報(bào)告

特種成膜設(shè)備真空容器設(shè)計(jì)及有限元分析的中期報(bào)告中期報(bào)告：特種成膜設(shè)備真空容器設(shè)計(jì)及有限元分析一、研究背景特種成膜設(shè)備是一種用于制備高品質(zhì)薄膜的關(guān)鍵裝備，通常采用真空蒸發(fā)或磁控濺射等技術(shù)。在特種成膜過(guò)程中，真空容器是最核心的部分之一，它的設(shè)計(jì)優(yōu)化直接影響到薄膜的性能和質(zhì)量。目前，在國(guó)內(nèi)外，并沒(méi)有專門為特種成膜設(shè)備而設(shè)計(jì)的真空容器，大多數(shù)設(shè)備采用的是通用的真空容器，無(wú)法滿足特種成膜的高精度要求。因此，為了提升特種成膜設(shè)備的成膜效果，并且更好地適應(yīng)多種成膜技術(shù)，本項(xiàng)目將研究特種成膜設(shè)備真空容器的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，并進(jìn)行有限元分析，為實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量薄膜的制備打下基礎(chǔ)。二、研究目標(biāo)本項(xiàng)目的主要研究目標(biāo)為：1.針對(duì)特種成膜設(shè)備的成膜要求，設(shè)計(jì)一種新型真空容器，并通過(guò)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其性能；2.通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，提高真空容器的質(zhì)量，并比較其與通用真空容器在薄膜制備中的差異；3.通過(guò)仿真模擬，對(duì)真空容器在不同溫度和真空度下的應(yīng)力和變形進(jìn)行分析，為真空容器的安全運(yùn)行提供理論依據(jù)。三、研究?jī)?nèi)容本項(xiàng)目的具體研究?jī)?nèi)容主要包括：1.圓柱形真空容器設(shè)計(jì)：通過(guò)仿真分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定最佳材料、最優(yōu)結(jié)構(gòu)尺寸、最佳加工工藝以及最佳焊接工藝等，確保真空容器具有高精度和高可靠性；2.研究真空容器熱穩(wěn)定性：采用有限元方法對(duì)真空容器在不同環(huán)境下的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行模擬分析，確定最佳溫度范圍，保證真空容器的穩(wěn)定性；3.真空容器的安全性評(píng)估：采用有限元方法，分析真空容器在不同真空度下的破壞應(yīng)力和變形，設(shè)計(jì)安全性評(píng)估方法，確保真空容器能夠安全運(yùn)行；4.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：利用激光干涉儀等檢測(cè)裝置，對(duì)所設(shè)計(jì)的真空容器進(jìn)行性能測(cè)試。四、預(yù)期成果本項(xiàng)目預(yù)期達(dá)到的主要成果包括：1.一種符合特種成膜設(shè)備要求的新型真空容器設(shè)計(jì)方案；2.一套具有優(yōu)化性能的真空容器加工和焊接技術(shù)；3.安全性評(píng)估方法，確保真空容器的安全運(yùn)行；4.基于有限元分析的真空容器應(yīng)力和變形模擬結(jié)果；5.驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的真空容器的性能和穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。五、研究方法本項(xiàng)目將采用有限元分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法進(jìn)行研究。具體的研究方法如下：1.利用CAD軟件設(shè)計(jì)和優(yōu)化真空容器的結(jié)構(gòu)和尺寸；2.利用ANSYS軟件對(duì)真空容器在不同環(huán)境下的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行模擬分析，確定最佳溫度范圍，保證真空容器的穩(wěn)定性；3.采用有限元法對(duì)真空容器在不同真空度下的破壞應(yīng)力和變形進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)安全評(píng)估方法，保證真空容器能夠安全運(yùn)行；4.利用激光干涉儀等檢測(cè)裝置，對(duì)性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。六、進(jìn)展情況目前，本項(xiàng)目已完成了真空容器的初步設(shè)計(jì)，確定了結(jié)構(gòu)和尺寸參數(shù)，并進(jìn)行了初步的有限元分析。預(yù)計(jì)在接下來(lái)的研究中，將優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，并進(jìn)行更加詳細(xì)深入的有限元分析。另外，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證部分也已開(kāi)始著手準(zhǔn)備。七、參考文獻(xiàn)1.Shen,C.,Chang,Z.,&Wang,G.(2017).Optimizingchamberdesignforaplasmaetcherusingcomputationalfluiddynamicssimulationandresponsesurfacemethodology.JournalofVacuumScience&TechnologyA:Vacuum,Surfaces,andFilms,35(2).2.Grigoriev,S.N.,Rybakov,K.I.,&Shibitov,A.V.(2016).Thermalstressanddeformationinvacuumvesselsofnuclear-powersystems.JournalofMachineBuildingandEngineeringScience,219(1).3.Chen,P.H.,&Liu,J.R.(2015).Designandsimulationofavacuumchamberf