Распыление - материал - катод
Cтраница 2
В качестве газонаполнителя применяют гелий, неон или аргон. Наиболее предпочтительным является гелий при давлении 12 ч-н - 15 мм рт. ст., что способствует меньшему распылению материала катода и повышению долговечности газотрона. [16]
Наиболее последовательное и общее решение проблемы создания совершенных источников резонансного излучения для атомной абсорбционной спектроскопии состоит в разработке источников света с раздельной регулировкой указанных процессов. Принципиальным отличием конструкций этих ламп является использование двух независимых ( электрически изолированных) разрядов, один из которых ( обычный разряд в полом катоде) служит для распыления материала катода, а другой - только для возбуждения паров вещества. [17]
Откачка инертных газов в магниторазрядных насосах происходит в основном на катодах путем внедрения в них быстрых ионов, которые после нейтрализации удерживаются силами физической адсорбции. Непрерывно напыляемый титан замуровывает сорбированные молекулы. Распыление материала катода ведет к высвобождению части молекул газа, поэтому в основном они удерживаются лишь на периферии катода, где скорость распыления меньше скорости напыления титана. [18]
Для понимания работы магниторазрядных насосов, помимо различий в механизме поглощения различных газов, необходимо иметь в виду изменение характера газового разряда с изменением давления. При давлениях больше 10 - Па ток разряда велик вследствие большой электропроводности разрядного промежутка; чтобы разряд при этом не перешел в дуговой, ток разряда специально ограничивается ( в малых насосах используется балластное сопротивление R, показанное на рис. 7.41, в крупных насосах используют более сложные электрические цепи), что приводит к уменьшению падения напряжения на разрядном промежутке. При этом уменьшается энергия ионов и, следовательно, резко снижается скорость распыления материала катодов. Поэтому быстрота действия насоса при высоких давлениях невелика, а относительно большой ток вызывает разогрев электродов и сильное газовыделение, вследствие чего давление в системе повышается. В этих условиях целесообразно продолжать откачку насосом предварительного разрежения до начала периода пуска, когда эффект откачки магнитным электроразрядным насосом становится заметным. [19]
Магнитные манометры, так же как и термоэлектронные, обладают откачивающим действием. Скорость откачки магнитных преобразователей обычно выше, чем термоэлектронных. Большое значение чувствительности и высокое ускоряющее напряжение обусловливают образование в магнитных преобразователях большего числа положительных ионов высокой энергии, чем в термоэлектронных преобразователях. А это приводит к лучшему распылению материала катода и усилению ионной откачки. Откачка химически активных газов происходит благодаря их химическому взаимодействию с материалом катода во время ионной бомбардировки. Распыление катода осуществляется в этом случае в виде химических соединений. Непрерывно обновляемая свеженапыленная пленка на поверхности анода и стенках манометра также обладает откачивающим действием. Быстрота откачки газов такой пленкой обычно пропорциональна площади напыленной поверхности. Благодаря физической адсорбции молекул газа на пленке возможна непрерывная откачка как химически активных, так и не взаимодействующих с материалом катода, но хорошо адсорбируемых газов. Откачка легких газов, в том числе и инертных, с небольшим эффективным радиусом молекулы, осуществляется путем ионной откачки во время ионной бомбардировки в материале катода и последующей диффузией по всему объему катода. [20]
 |
Схема диодного магнитного электроразрядного насоса с источником питания. [21] |
Схема простейшего диодного магнитного электроразрядного насоса показана на рис. 7.41. Анод / насоса образован из отдельных разрядных ячеек, с открытых концов которых расположены общие катоды 2 из титана. Эта электродная система помещается в магнитное, поле, перпендикулярное плоскости катодов. При подаче на электроды разности потенциалов в несколько киловольт в ячейках возникает газовый разряд, который благодаря магнитному полю поддерживается в широком диапазоне давлений. Положительные ионы газов, образующиеся в разряде при соударении электронов с молекулами, ускоряются электрическим полем в направлении катодов и внедряются в них, вызывая распыление материала катодов. Распыленный с катодов титан осаждается главным образом на аноде. [22]
Эта система помещена в магнитное поле. Катоды имеют постоянный отрицательный потенциал относительно анода в несколько киловольт. Электроны, эмиттированные с поверхности катода, ускоряются электрическим полем в направлении к аноду. Магнитное поле сообщает электрону радиальную компоненту скорости и заставляет электроны двигаться по спиральным траекториям. Из-за большой длины свободного пробега электронов эффективность ионизации высока и позволяет поддерживать газовый разряд вплоть до давлений ультра-высоковакуумного диапазона. Положительно заряженные ионы газа устремляются к катоду, где некоторая часть из них захватывается поверхностью. Поскольку ионы падают с энергиями до нескольких кэВ, они вызывают также и распыление материала катода. Распыляемый металл распространяется внутри ячейки и конденсируется на всех ее поверхностях, включая катоды. Таким образом откачка идет одновременно как за счет химического захвата молекул остаточных газов, так и за счет процессов, обусловленных наличием электрических полей. При этом хемисорбционный захват имеет место преимущественно на внутренних поверхностях цилиндрического анода, а электронная откачка в основном происходит на катодах Используя для исследования радиоактивный криптон, Лаферти и Вандерслайс [147] показали, что геттерирование ионов происходит главным образом на периферии катода, расположенной против анодных стенок, тогда как середина катода служит источником распыляемого металла. Такая неравномерность существенна для функционирования ионного распылительного насоса, поскольку при однородном распределении ионного тока процесс непрерывного замуровывания частиц инертного газа был бы невозможен. Производительность простой разрядной ячейки Пен нинга слишком мала для откачки реальных вакуумных систем. [23]
Страницы: 1 2