Откачка - инертный газ
Cтраница 3
В геттеро-ионных насосах имеет место одновременно и ионная и химическая откачка газа свежеосажденной пленкой металла. Наибольшая эффективность откачки получается, если используемая в качестве ионной мишени пленка является также и хорошим химическим геттером. Хотя ионизация предназначена прежде всего для откачки инертных газов, она улучшает также процессы геттерирования и для химических активных компонентов. Согласно наблюдениям Тейлои [131] молекулы N, и СО после столкновения с быстрыми электронами диссоциируют н затем хемисорби-руются нормально неактивными стенками вакуумной системы. Интерес к геттероионным устройствам, как к сверхвысоко-вакуумным насосам, был стимулирован главным образом работами Алг-перта в 1953 г., когда он с помощью манометра Баярда - Альперта [ 32f в небольшой откачиваемой диффузионным насосом стеклянной системе получил вакуум до 10 - 10мм рт. ст. Последующее развитие идеи привело к появлению высокоэффективных насосов, комбинирующих химическое геттерирование с электронной активацией. [31]
Этот тип откачки с помощью электрического поля впервые наблюдался в 1937 г. Пеннингом [128] в ионных манометрах Мано метры Пеннинга так же, как и моноэнергетические ионные пучки широко используются для изучения механизмов захвата ионов при различных условиях эксперимента. В последней статье суммированы известнЫе из литературы данные об эффективности захвата инертных газов в зависимости от материала мишени, температуры и энергии ионов. Эта информация имеет большой практический интерес, поскольку геттерная откачка инертных газов целиком определяется процессами активации в электрическом поле. [32]
 |
Магниторазрядный насос ГДР. [33] |
Триодный магниторазрядный насос ТРИОН-150 с охлаждаемыми электродами отличается от других магниторазрядных насосов более низким предельным давлением, способностью откачки в очень широком интервале давлений, повышенным давлением запуска. Электроды охлаждаются водой или жидким азотом. Благодаря однопотенциальной триодной схеме насос имеет увеличенную скорость откачки инертных газов. Корпус насоса сделан из корро-зионностойкой стали. Охлаждаемые электроды ( анод и коллектор) изготовлены из меди и приварены к азотопроводу, связанному с сосудом для жидкого азота. При охлаждении водой сосуд снимают и к азотопроводу присоединяют водопроводную линию. Катоды сделаны из титана. [34]
 |
Испарительный Хербу и др. [ 1141. [35] |
Как видно из табл. 5, быстрота для инертных газов значительно меньше. Сравнительно плохо откачиваются пары воды, поскольку они не очень хорошо геттерируются титаном. Согласно табл. 5 10-сантиметровый насос имеет относительно более высокую эффективность откачки инертных газов по сравнению с насосом более старой конструкции с диаметром 48 см. Это связано с улучшением геометрии внутренних элементов. Это достигается за счет инжекции электронов с такими высокими энергиями, что они выходят на орбиту. В результате их средняя длина свободного пробега увеличивается до нескольких сотен сантиметров, а эффективность ионизации возрастает. [36]
Еще большее увеличение скорости откачки получается при замене катодных пластин из чистого титана пластинами из цирконий-ниобий-тантало-вого сплава. При тех же размерах насоса применение этого сплава в сочетании с пластинами, имеющими форму спирали Архимеда, дает примерно двойное увеличение скорости откачки. Следует отметить, что использование бороздчатых или щелевых катодов увеличивает также скорость откачки инертных газов, которые в основном поглощаются в промежутках между активными зонами катода. Ионы инертных газов, попадая в щели, адсорбируются в них, поэтому скорость откачки инертных газов щелевыми катодами примерно в 5 раз больше скорости откачки при гладком катоде. [37]
Еще большее увеличение скорости откачки получается при замене катодных пластин из чистого титана пластинами из цирконий-ниобий-тантало-вого сплава. При тех же размерах насоса применение этого сплава в сочетании с пластинами, имеющими форму спирали Архимеда, дает примерно двойное увеличение скорости откачки. Следует отметить, что использование бороздчатых или щелевых катодов увеличивает также скорость откачки инертных газов, которые в основном поглощаются в промежутках между активными зонами катода. Ионы инертных газов, попадая в щели, адсорбируются в них, поэтому скорость откачки инертных газов щелевыми катодами примерно в 5 раз больше скорости откачки при гладком катоде. [38]
 |
Изотермы адсорбции неона и гелия при К на карбонизованпых при разных температурах углях. [39] |
Низкотемпературная адсорбция может быть представлена как заполнение адсорбируемым газом микропор, начиная с наиболее мелких, которым соответствует максимальная работа адсорбции и минимальное равновесное давление. Эти поры заполняются частично перекачкой адсор-бата из других мест с меньшей работой адсорбции. По мере заполнения наиболее мелких пор начинают заполняться и более крупные, адсорбции в которых соответствуют более высокие равновесные давления. Равновесные условия при этом достигаются легче. Этот механизм объясняет особенности кривых зависимости скорости откачки криогенных насосов от давления [3], отличающих их от характеристик всех других типов высоковакуумных насосов - слабая зависимость от давления скорости откачки инертных газов и существенный рост скорости откачки молекулярных газов с повышением давления. [40]
Проволока периодически подается в испаритель с помощью электромагнита, которым управляет реле времени. В испарителе находится кольцеобразная нить накала - катод с отрицательным потенциалом по отношению к титановой проволоке. Титановая проволока подвергается ударам электронов, испускаемых нитью накала, и почти мгновенно испаряется. Образующиеся пары титана конденсируются на холодных стенках насоса и поглощают газы, поступающие из откачиваемого объема. Наиболее эффективно поглощаются водород, азот и кислород. Кроме эффекта поглощения используется и эффект ионизации, который позволяет активизировать процесс откачки инертных газов, содержащихся в воздухе. Ионизатор состоит из катода и цилиндрического анода с высоким потенциалом. Вокруг ионизатора расположен соленоид, создающий продольное магнитное поле. Испускаемые катодом электроны под действием магнитного поля движутся по круговым траекториям, путь их от катода к аноду резко увеличивается, и происходит интенсивная ионизация газа. Положительные ионы направляются к стенкам насоса, которые имеют отрицательный потенциал, и поглощаются слоем титана, напыленным на стенке. [41]
Общий вид сорбционно-ионного насоса показан на фиг. Корпус 5 насоса представляет собой цилиндр из нержавеющей стали с водяным охлаждением. В верхней части корпуса находится испаритель титана /, в нижней части - питатель 2, в котором - помещена катушка с титановой пэоволокой. Проволока периодически подается в испаритель при помощи электромагнита, которым управляет реле времени. В испарителе находится кольцеобразная нить накала - катод 9, который имеет отрицательный потенциал по отношению к титановой проволоке. Титановая проволока подвергается ударам электронов, испускаемых нитью накала, и почти мгновенно испаряется. Образующиеся пары титана конденсируются на холодных стенкг. Наиболее эффективно поглощаются водород, азот и кислород. Кроме эффекта поглощения, используется и эффект ионизации, который позволяет активизировать процесс откачки инертных газов, содержащихся в воздухе. Ионизатор имеет катод 4 и цилиндрический анод 3 с высоким потенциалом. Вокруг ионизатора расположен соленоид, создающий продольное магнитное поле. Испускаемые катодом электроны под действием магнитного поля движутся по круговым траекториям, путь их от катода к аноду резко увеличивается, и происходит интенсивная ионизация газа. Положительные ионы направляются к стенкам насоса, которые имеют отрицательный потенциал и поглощаются слоем титана, напыленным на стенке. [42]
Страницы: 1 2 3