生产实习技术报告

1、 生产实习技术报告 学院：机电学院 班号：05081401学号：2013301441姓名：曾培林技术报告目录（一） 公司介绍（二） 实习日程安排（三） 实习了解的产品种类及知识总结（四） 干泵的工作原理的较深入了解与总结（五） 实习感想与活动总结 一 公司介绍中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司 (以下简称公司) 是一家集真空仪器装置研发、生产、销售、服务为一体的高科技企业，其前身是中国科学院沈阳科学仪器研制中心，创建于1958年，公司位于沈阳市浑南新区 (国家高新技术产业开发区) 内，占地面积110亩、建筑面积3.5万平方米，总资产3.5亿元人民币。公司现有员工382人，其中具有本科以上学历的

2、科技人员占员工总数的60%。公司始终坚持以人为本，追求技术领先。经过半个世纪的发展，造就了创新合作的学习型团队，构建了高起点、高标准的技术平台。公司以高真空、超高真空、洁净真空技术为基础，主要研发生产各类薄膜材料制备设备、纳米材料制备设备、真空冶金设备、单晶炉、太阳能光伏设备、集成电路装备、大科学工程装备、无油真空获得及系统集成。多年来，公司依靠自身的技术和人才优势，创造了多项国内第一，多次打破发达国家技术封锁。公司参加了北京正负电子对撞机、合肥同步辐射、兰州重离子加速器、上海第三代光源、“921”工程等国家重大科学工程的建设，为其提供了先进的技术和成套设备。曾先后获得国家科技进步奖十余项，中

3、国科学院及省部级科技进步奖五十余项，国家级新产品三十余项，拥有专利80余项，是辽宁省、沈阳市的高新技术企业，连续多年获得AAA级资信等级证书。公司2000年通过了ISO9001国际质量体系认证；2006年被认定为“沈阳市科技领航型企业”；2007年被辽宁省认定为“技术创新示范企业”；并入选“科技创新示范企业”培育计划；2008年公司企业技术中心被辽宁省认定为“省级企业技术中心”；2013年获得“辽宁省创新型中小企业”称号。公司建立了先进的设计、加工和质量管理体系，产品设计采用三维软件设计，并引入了PDM (产品数据管理) 和CAPP (计算机辅助工艺过程设计) ，进一步提高了产品的设计和生产效

4、率。在产品质量方面，严格执行ISO9001国际质量体系。公司现拥有各类机加设备100多台套，拥有高档数控加工中心及检测设备。在加工、焊接、清洗、表面处理、真空除气等方面具有明显优势，拥有先进的表面工艺生产线、标准厂房、洁净装调间。沈科仪隶属于中科院，在响应号召改制为股份制企业后，由中科院控股，其兄弟企业有联想和北京科仪等公司。沈科仪制造出了我国第一台分子外延设备，第一台多功能电子能谱仪。其子公司在上海、成都、沈阳都有分布，不过据我向干泵维修部的师傅了解，在上海沈科仪只有维修的厂而无研发的技术部门。沈科仪总部公司场地成L形布局，主要产品有以下三种：（1）科研实验类产品，主要用于各大高校和研究所；

5、（2）国家重大科学项目，如北京正负粒子对撞机与兰州重离子加速器等高价大工程；（3）工业化生产设备，来订购的主要是一些国内半导体制造商。沈科仪是中国真空协会和中国真空学会的副理事长单位，技术力量很强，公司主要有三个技术产品部门：（1）真空应用产品事业部（2）高端装备事业部（原LED装备事业部）（3）真空干泵事业部。我们近两周的实习就在这三个部门进行。二实习日程安排 7.10 抵达沈科仪，开会简要了解公司与产 品； 7.11至7.13 在真空应用产品事业部实习； 7.14 在真空干泵事业部实习；7.15,7.16 放假； 7.17,7.18 在真空干泵事业部实习； 7.19,7.20,7.21早上

6、 在高端装备事业部听庞师傅讲课与实 习； 7.21下午 在会议室开会总结，并写技术报告的 提纲，7.21晚离开沈科仪，实习完满 结束。三实习了解的产品种类与知识总结 (一) 真空应用产品：这类产品主要在真空应用产品事业部实习的地方，在这一部门。其客户多是高校和科研院所，还有一小部分是半导体企业。第一天实习时，主要了解的是非标个性化产品，比如西工大材料学院定制的非标真空冶炼装置，哈工大定制的非标纳米气相沉积装置，此外还有一台非标的热蒸发镀膜设备。第二天和第三天实习主要学习的是真空互联装置和标准真空应用产品。在实习中，我了解到了真空应用产品的一些重要部件：（1） 真空干泵：主要有分子泵和离子泵两大

7、类，目前沈科仪做的主要是离子泵，分子泵领域主要是北科仪在做。在真空应用产品中，分子泵用的多为涡旋分子泵，其原理是利用高速旋转的转子把动量传输给气体分子，使之获得定向速度，从而被压缩、被驱向排气口后为前级抽走以达到制造真空的目的。据师傅介绍分子泵除了涡旋泵外还有牵引泵和复合泵这两种类型。在讲解时，他重点介绍了复合泵这种分子泵：复合式分子泵的形式很多，按结构分，主要有两种：一种是涡轮叶片与盘式牵引泵的串联组合；另一种是涡轮叶片与筒式牵引泵的串联组合。涡轮级主要用来提高泵的抽速，一般采用有利于提高抽速的叶片形状，级数在l0级以内。牵引级主要用来增加泵的压缩比，提高泵的出口压力。 盘式牵引级是在平板圆

8、盘平面上按一定规律开出数条型线沟槽，然后将数块圆盘串接起来构成，型线有阿基米德螺线、对数螺线、圆弧线等。抽气时靠高速转动的圆盘对气体分子进行“拖动”，使其沿沟槽作由内向外及由外向内的往复折回的定向流动，从而达到抽气目的。筒式牵引级是在圆筒形的转子或定子的圆柱面上开一定断面形状的沟槽，如矩形、圆弧形、三角形及其它形状的多头螺旋槽。由于简式牵引泵型线沟槽开在转子圆柱外表面或泵体内表面上，因此可以充分利用圆柱外圆较高的线速度对气体分子进行动量传递，提高泵的抽气效果。在设计制造中，可以通过改变螺旋沟槽通道与抽气方向之间的夹角(螺旋升角)来达到较理想的抽气效果。在复合分子泵的设计中，必须处理好涡轮级与牵

9、引级之间的应配和衔接关系。由于涡轮级有较大的抽气面积，抽速很大，而牵引级沟槽抽气面积较小，在两种结构的联接处，由涡轮叶片压缩下来的气体分子的流动方式突然转变，使气体分子的运动在联接处由有序变成无序，至使返流增加，抽气能力下降。因此，在设计时应在涡轮级和牵引级转换处加上过渡级结构，以提高泵的抽气性能。随着复合分子泵的不断改进，其应用领域越来越广，在某些抽气系统上可以替代扩散泵，缩短了系统的抽气时间，并可获得无油污染的清洁真 空环境。 （2）阀门：在实习中我见得最多的便是插板阀和蝶阀了，所以在课下对这两类阀门也进行了了解。插板阀又称手动刀型闸阀，刀形闸阀它是一种闸板与阀座始终紧密接触密封的阀门，其

10、原理是闸板上开有一个通径大小的圆口，通过闸板启闭使得闸板上圆口跟通径做完全脱离和相吻合的动作。此阀门的优点在于阀体通径无凹槽，介质不会卡阻堵塞，并且具有全通径流通特性，其密封结构可以分软密封、硬密封结构。穿透式刀闸阀是具有精密构造，工艺性好，结构紧凑等特点，密封阀座为活动结构设计，有防磨损和自动补偿功能，因而寿命更长。在关闭和开启过程中阀座跟闸板一直紧贴运动，使得阀门启闭力稳定， 并且具有切断介质等特点。蝶阀又叫翻板阀，是一种结构简单的调节阀，可用于低压管道介质的开关控制的蝶阀是指关闭件（阀瓣或蝶板）为圆盘，围绕阀轴旋转来达到开启与关闭的一种阀。 （3）密封圈及测漏方法： 密封方法主要有无氧铜

11、圈密封和银线密封两种方法。其中无氧铜圏密封适用于一般情形下的密封，而银线密封主要适用于真空度要求高的情形下的密封。 检漏方法主要有酒精检测和氦气检测两种方法，酒精检测较为简便，只适用于粗测，细微的漏点检测不到，而氦气检漏方法较复杂，还需用到专门的仪器，但是检测结果精确，所以精密检漏中多用氦气检漏的方法。 （4）水冷或气冷装置：水（气）冷的目的是为了让干泵维持在一个合适的温度，避免因温度较高而损伤干泵，降低其寿命。 （5）真空规管：主要有电阻规与电离规两种真空规管，电离规是用来测量高真空（10-5pa到10-6pa）的压力，电阻规是用来测量低真空(0.1pa左右)的压力，两种规管压真空度测量范围

12、不一样。 下面来详述一下我前三天实习所了解的一些典型真空应用产品： （1）热蒸发镀膜非标产品：通过加热蒸发某种物质使其沉积在固体表面，称为热蒸发镀膜，热蒸发镀膜技术是历史最悠久的PVD镀膜技术之一。热蒸发镀膜机一般主要用于蒸镀Cd、Pb、Ag、Al、Cu、Cr、Au、Ni等材料。 （2）真空互联装置： 该工程属于国家科技大项目，由沈科仪为苏州某科研院所研发制造。“纳米真空互联实验站”依托中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，由中科院与江苏省、苏州市共同建设，首期投入约15亿元，建设规划用地约150亩，纳米真空互联实验站包括纳米材料生长、器件制备、加工与测试等各功能模块的真空互联装置及个性化用户站

13、，形成一个独一无二的材料研究与器件研发环境。互联装置的物质输运由磁控小车承担，通过电动控制器与光电定位机构进行自动控制。另外载物台下方还置放弹簧以达到减震的目的。 （3）PECVD型等离子体化学气相沉积镀膜设备 设备采用等离子体增强化学气相沉积技术，在光学玻璃、硅、石英以及不锈钢等不同衬底材料上沉积氮化硅、非晶硅和微晶硅等薄膜，用以制备非晶硅和微晶硅薄膜太阳电池器件。可广泛应用于大专院校、科研院所的薄膜材料的科研与小批量制备。该系统主要由真空反应室、上盖组件、热丝架、基片加热台、工作气路、抽气系统、安装机台、真空测量及电控系统等部分组成。 （4）双室磁控溅射系统 系统主要由溅射真空室、进样室、

14、永磁磁控溅射靶（三个靶）、单基片加热台、直流电源、射频电源、工作气路、抽气系统、真空测量、电控系统及安装机台等部分组成。用于纳米级单层及多层功能膜、硬质膜、金属膜、半导体膜、介质膜等新型薄膜材料的制备。 （5）真空冶金装置： 冶金装置主要了解的是电弧炉。主要由电弧熔炼真空室、电弧枪、电弧熔炼电源、五工位水冷铜坩埚、翻转机械手、真空吸铸装置、磁力搅拌、工作气路、系统抽气、真空测量及电气控制系统、安装机台等各部分组成。用于熔炼高熔点金属/合金，以及真空吸铸法制备大块非晶材料。（二）干泵维修和制造 第一天在干泵事业部的实习主要是在维修部门进行的，主要了解的是干泵维修的步骤，下面对干泵的维修过程进行详

15、细说明： （1）第一步是将完整的干泵进行拆解，拆解时先通过注油并加热打开齿轮与轴的过盈连接，取下齿轮。经我观察，干泵内的密封方式主要用的是胶圈密封。 （2）用清洗机对干泵的零部件进行清洗，其清洗剂是酸性金属清洗剂。所谓的清洗就是洗去零件表面油污和粉尘的过程。 （3）用烘烤机对清洗后的零件进行烘干。 （4）将零件送入喷砂机进行除锈，除锈主要针对内表面，外表面采用喷涂黑色防锈漆的方法进行防锈。 (5)对清洗好的零件进行装配，因为员工外出，这一过程闲置，未能看到实际操作。 干泵损坏的主要原因是在使用中的粉尘积累，干泵的泵间缝隙要尽可能小的目的是为了减小反流。 除了维修之外还参观了对干泵的动平衡检测，

16、制造的刚性转子都要在平衡机上作动平衡测量，动平衡的目的在于消除机械在高速转动的情况下发生不平衡现象。在高速转动情况下即使是很小的零部件都会产生很大的离心力，而平衡机可以校正转子，从而实现动平衡。 在干泵事业部的实习第二天和第三天是在干泵的调试与装配部门，在这个部门，一半场地用来做干泵的装配与调试，一半用来进行涡旋泵的装配与调试。首先来说干泵的装配过程，主要是将零部件装配为完整的干泵，沈科仪的产品主要以二级泵为主，也有少量的四级泵与进口泵在厂里进行保修维护。在学习中了解到500A型干泵和1000A型干泵的原理并不尽相同，500A型干泵的上泵与下泵均为罗茨干泵，而1000A型干泵只有上泵为罗茨泵，

17、下泵为一复合泵。对于干泵的调试来说，需要用专用仪表测量以下数据：干泵频率，干泵温度，罗茨温度，罗茨功率，罗茨电流，干泵功率，干泵电流，氮气流量，排气压力，运行时间，报警状态等参数。下午时还进行了干泵控制电路的组装。干泵控制电路的主要组件有：变阻器，热敏电阻，滤波器。由一条三火一地的电线对各元件进行连接，使用的电源为三相交流电源，通过电路即可实现对温度，干泵转速，干泵抽速的控制。 涡旋泵一般关注的是其进气口的极限真空度，极限真空度的测量利用的是真空计与流量计，流量计的接口接在涡旋泵的进气口上，接通电源后，待涡旋泵工作一段时间，观察真空计的示数，了解涡旋泵的极限真空度大小。 （三）高端装备事业部

18、在高端装备事业部的实习主要以听课方式和自主学习为主，学习到的东西较为零散。 讲课的内容主要围绕半导体产业以及光伏产业展开，不仅讲述了这些行业的发展历程与应用的典型技术，而且讲了一些这些产业发展中出现的不足。 首先来说光伏产业，重点讲了蓝宝石的制备方法，最初蓝宝石的制备方法是火焰法，由欧洲一位商人研究发明。现今的光伏产业则属于资金密集型和技术密集型的产业，在国内几次产业洗牌后，留下的都是有着雄厚资金和科研实力的大型公司，小公司很难在光伏产业中生存。值得注意的是政府在08年前对光伏企业有很多政策补贴和贷款优惠，但因为很多企业借政策空子空手套现，骗贷虚报，国家已于08年后取消了对光伏行业的补贴，无锡

19、尚德公司的破产就是最典型的事件。对于半导体行业，经济收益最高的是下游的产业，中上游产业属于劳动密集型产业，但收益并不多。晶体的生长工艺主要有：直拉法，水平区熔法，热交换法，导模法，虹吸法，泡生法等方法。 除去听课外，还参观了石墨烯装置（石墨烯目前可以制作墨水屏幕），有机-无机蒸发镀膜装置 （采用了九个束源炉）。石墨烯装置的原理是利用氢气与乙烯高温裂化生成石墨烯。四干泵（真空泵）的工作原理的较深入了解与总结 真空泵俗称干泵。真空泵是指利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备。通俗来讲，真空泵是用各种方法在某一封闭空间中改善、产生和维持真空的装置。真空泵腔内无任

20、何润滑油，四对断面相同的转子，分别在它们各自的泵腔内固定在两个平行的轴上，用一对时限齿轮把它们连接并调整到使它们相互不接触，有一定的间隙。干泵工作时，泵腔容积不断周期性地发生变化，由大到小和由小到大，这样利用气体通道的启闭作用实现抽气作用，并且采用拼接成套的结构，细小杂质和灰尘可通过气道和气体一起排出泵外，泵的连续工作最大入口压力为5000Pa，可直排大气。按真空泵的工作原理，真空泵基本上可以分为两种类型，即气体捕集泵和气体传输泵。其广泛用于冶金、化工、食品、电子镀膜等行业。 随着真空应用的发展，真空泵的种类已发展了很多种，其抽速从每秒零点几升到每秒几十万、数百万升。随着真空技术在生产和科学研

21、究领域中对其应用压强范围的要求越来越宽，大多需要由几种真空泵组成真空抽气系统共同抽气后才能满足生产和科学研究过程的要求，由于真空应用部门所涉及的工作压力的范围很宽，因此任何一种类型的真空泵都不可能完全适用于所有的工作压力范围，只能根据不同的工作压力范围和不同的工作要求，使用不同类型的真空泵。为了使用方便和各种真空工艺过程的需要，有时将各种真空泵按其性能要求组合起来，以机组型式应用。 常用真空泵包括干式螺杆真空泵、水环泵、往复泵、滑阀泵、旋片泵、罗茨泵和扩散泵等，这些泵是我国国民经济各行业应用真空工艺过程中必不可少的主力泵种。近年来， 伴随着我国经济持续高速发展，真空泵相关下游应用行业保持快速增

22、长势头，同时在真空泵应用领域不断拓展等因素的共同拉动下，我国真空泵行业实现了持续稳定地快速的发展。 真空泵的结构特点： （1)泵总体结构型式 真空泵的泵体的布置结构决定了泵的总体结构。立式结构的进、排气口水平设置，装配和连接管路都比较方便。但泵的重心较高，在高速运转时稳定性差，故这种型式多用于小泵。卧式泵的进气口在上，排气口在下。有时为了真空系统管道安装连接方便，可将排气口从水平方向接出，即进、排气方向是相互垂直的。此时，排气口可以从左或右两个方向开口，除接排气管道一端外，另一端堵死或接旁通阀。这种泵结构重心低，高速运转时稳定性好。一般大、中型泵多采用此种结构。泵的两个转子轴与水平面垂直安装。

23、这种结构装配间隙容易控制，转子装配方便，泵占地面积小。但泵重心较高且齿轮拆装不便，润滑机构也相对复杂。（2)泵的传动方式真空泵的两个转子是通过一对高精度齿轮来实现其相对同步运转的。主动轴通过联轴器与电机联接。在传动结构布置上主要有以下两种：其一是电动机与齿轮放在转子的同一侧如图。从动转子由电动机端齿轮直接传过去带动，这样主动转子轴的扭转变形小，则两个转子之间的间隙不会因主动轴的扭转变形大而改变，故使转子之间的间隙在运转过程中均匀。这种传动方式的最大缺点是：a.主动轴上有三个轴承，增加了泵的加工和装配难度，齿轮的拆装及调整也不便；b.整体结构不匀称，泵的重心偏向电动机和齿轮箱一侧。 特点：(1)

24、在较宽的压力范围内有较大的抽速；(2)转子具有良好的几何对称性，故振动小，运转平稳。转子间及转子和壳体间均有间隙，不用润滑，摩擦损失小，可大大降低驱动功率，从而可实现较高转速；(3)泵腔内无需用油密封和润滑，可减少油蒸气对真空系统的污染；(4)泵腔内无压缩，无排气阀。结构简单、紧凑，对被抽气体中的灰尘和水蒸汽不敏感；(5)压缩比较低，对氢气抽气效果差；(6)转子表面为形状较为复杂的曲线柱面，加工和检查比较困难。目前，真空行业使用的大多数机械真空泵都是用油、水或其它聚合物等流体充当泵的工作介质，在泵内起冷却、密封、润滑等多种作用。随着科学技术的发展以及真空应用领域的扩大，原有的机械真空泵及其组成

25、的抽气系统出现了两个急需解决问题：一是泵的工作介质返流污染被抽容器，而这种返流在许多情况下会影响产品的质量、数量，增加设备的维护成本。其次，由于某些工艺过程中的反应物质使真空泵内的介质严重变质，使泵不能正常工作。对于普通的无油真空系统来说，虽然可用油封式真空泵加上冷阱或吸附阱之类附件来防止返流，但不能彻底解决问题，而且使系统显得复杂。而使用适当型式的干式机械真空泵，则可以达到理想的使用效果。干泵的应用是广泛的，主要有以下几个方面：（1）低压化学气相沉积中的多晶硅制备工艺中；（2）半导体刻蚀工艺。在这些生产工艺中往往用到或生成腐蚀性气体和研磨微粒；（3）除半导体工艺外的某些产生微粒的工艺。在这些

26、工艺中，不希望微粒混入泵油中，而希望微粒排出泵外，用一定型式的干式机械真空泵可以满足要求；（4）化学工业、医药工业、食品工业中的蒸馏、干燥、脱泡、包装等，防止有机溶剂造成污染，适合用干式真空泵；（5）用做一般无油清洁真空系统的前级泵，以防止油污染。近年来，干泵得到迅速的发展，国外多家大真空公司都研制出了新型的干泵。国内的许多单位也一直在进行干泵的开发研制工作，如东北大学、沈阳真空技术研究所、上海真空泵厂等。目前，干泵主要分为接触型及非接触型。接触型的干式泵有叶片式、凸轮式、往复活塞式、膜片式等，这类泵的速度较低，适用于小容量高压缩比（单级压缩比）。非接触型的干式泵有罗茨型、爪型、螺杆型、涡旋型

27、等，其速度较高，适用大容量，低压缩比（指单级压缩比）。不同类型的干式泵具有各自的特点。使用时可根据不同的用途加以选择。五实习感想与活动总结（1） 实习体会：为期两周的生产实习结束了。这段时间以来，我们经历了很多，学到了很多，同样也领悟了很多。俗话说实践是检验真理的唯一标准。我们生活学习都在学校，接触的是课本知识，很少有机会接触工厂的生产流程。但通过这半个月的生产实习，我的这些错误观点都改变了。书本上的知识是生产技术的基础和保障，没深厚理论的支持在工作岗位上会很迷惘去摸索，结果有时还会不尽如人意。在实习过程中，我充分的了解到理论联系实际的重要性。通过实习，对自己专业有了更为详尽与深刻的了解，也是对学校所学知识的巩固与灵活运用。这也使我明白了要不断的丰富自己的专业知识和专业技能才能在职场中更加有发