許多化學(xué)性質(zhì)活潑的金屬元素,如鈦、鎢、鉭、鉬、鋯、釷、鈣、鋇等都具有很強(qiáng)的吸氣能力。其中由于鈦有強(qiáng)烈的吸氣能力,在室溫下性質(zhì)穩(wěn)定、不易燃燒爆炸、易于加工成形,所以近來廣泛地用于真空技術(shù)中,并逐漸發(fā)展成為一種無污染的(指碳?xì)浠衔锒裕┏?a href="http://m.barher.cn/search/?q=%E7%9C%9F%E7%A9%BA%E6%B3%B5&Submit=%E6%90%9C%E7%B4%A2" target="_blank" class="keylink">真空泵——鈦泵。在可控?zé)岷朔磻?yīng)裝置、各種加速器裝置、空間環(huán)境模擬、半導(dǎo)體元件的鍍膜技術(shù)、電真空工業(yè)以及其它要求無污染的真空設(shè)備中,各類鈦泵的應(yīng)用越來越廣泛。
目前鈦泵的抽氣機(jī)理的主要論點(diǎn)是:
①活性氣體分子碰撞在新鮮的鈦膜上,由于化學(xué)吸附,形成穩(wěn)定的化合物;隨后它又被不斷蒸發(fā)(濺射)而形成的新鈦膜所覆蓋,新鮮鈦膜又繼續(xù)吸附氣體分子,形成穩(wěn)定的抽氣。
②非活性氣體分子(Ar、He等惰性氣體)被電離后,在電場(chǎng)力的作用下打在鈦膜上,隨之又被蒸發(fā)的新鈦膜“掩埋”掉。能量特別大的離子可直接打入鈦膜內(nèi)被清除掉。沒有電離作用的蒸發(fā)鈦泵,對(duì)惰性氣體幾乎沒有抽氣作用。
③活性氣體分子離子化后,激發(fā)為亞穩(wěn)態(tài)(或解離為單個(gè)離子)增加化學(xué)活性,使泵的抽速增加。
由于鈦泵屬于表面吸附泵,被抽氣體沒有排除到泵外。它有以下幾個(gè)突出特點(diǎn):
①鈦泵對(duì)被抽氣體有明顯的選擇性。對(duì)活性氣體抽速很大,對(duì)惰性氣體抽速很小,因而往往需要其它類型的泵(如渦輪分子泵、擴(kuò)散泵等)作為輔助泵。
②鈦泵的抽速取決于被抽氣體的種類、鈦蒸發(fā)速率、鈦膜溫度以及泵口和擋板流導(dǎo)等。蒸發(fā)鈦泵的抽速可達(dá)百萬升每秒,冷陰極濺散離子泵的抽速z*大約5000L/s。
③鈦泵的極限真空(無氣體負(fù)荷)除取決于惰性氣體的分壓力外,主要受鈦材在高溫下的出氣和鈦膜再解析的限制。蒸發(fā)鈦泵的極限真空一般為10-6Pa~10-9Pa,冷陰極濺射離子泵為10-8Pa~10-10Pa。
④蒸發(fā)鈦泵的壽命由過厚的鈦膜起皮剝落、蒸發(fā)器的鈦貯藏量和燈絲壽命等因素決定。
為避免鈦膜起皮,鈦膜沉積面要經(jīng)嚴(yán)格的化學(xué)清洗或打毛噴砂處理,鈦泵泵壁冷卻要良好,因?yàn)闇囟冗^高將引起鈦膜脫落,抽速下降,真空度變壞。第一次使用鈦泵,z*好用高溫烘烤來清除泵壁油膜或其它臟物,否則鈦膜容易脫落。
鈦泵可分為蒸發(fā)鈦泵、升華鈦泵、軌旋式鈦泵和濺射離子泵。蒸發(fā)鈦泵的蒸發(fā)量可以做得很大(目前已達(dá)500g/h),排氣量也很大(z*大達(dá)3.5×103Pa·L/s,對(duì)氮?dú)猓僮骶S護(hù)較復(fù)雜,極限真空稍低于濺射離子泵。濺射離子泵極限真空高,操作方便,不易出故障,但鈦淀積率小,故排氣量也小。真空度很高時(shí),抽速嚴(yán)重下降。
鈦泵的抽氣機(jī)理及特點(diǎn)
2014-02-13 10:40:03 閱讀()
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