吸氣劑離子泵
正文
將被抽氣體分子電離,並在電磁場或電場的作用下將其輸送到泵的吸附表面而被吸氣劑捕集的一種真空泵。吸氣劑離子泵是一種無污染的超高真空泵,極限壓力可達10-7~10-9帕。吸氣劑真空泵分為蒸發離子泵和濺射離子泵兩種。蒸發離子泵和濺射離子泵在可控熱核反應裝置、加速器、空間模擬裝置和電子器件等方面都得到廣泛的套用。
蒸發離子泵 由電離抽氣作用與蒸發(或升華)活潑金屬的吸附作用相結合的真空泵。蒸發離子泵因對活潑金屬(通常是鈦)的加熱蒸發形式不同,有各種不同的結構形式。圖1為大型蒸發離子泵的基本結構。在外部控制的輸送機構帶動下,鈦絲筒把鈦絲送到加熱柱上。加熱柱受環形燈絲產生的電子束的轟擊而加熱到2000℃左右,鈦絲便連續不斷地蒸發、沉積在冷卻的泵體內壁上,形成新鮮的鈦膜而吸附抽氣。同時,柵極也吸引由燈絲髮射的部分電子,使其在電場中高速運動而同氣體分子碰撞,電離氣體分子。離子在靜電場的作用下飛向低電位的泵體內壁,被新沉積的鈦膜所“掩埋”,能量較大的離子還可直接打入沉積在泵壁上的鈦膜內。這種蒸發離子泵對活性氣體有較大的抽速,而對惰性氣體的抽速則較小。為了提高對惰性氣體的抽氣速率,必須提高電離幾率,因而電離機構就有多種形式。
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濺射離子泵必須在10-2帕左右壓力下啟動,否則因離子流過大而使泵發熱,導致吸附氣體的解吸,甚至導致極間輝光放電和系統的壓力升高,嚴重時還會影響泵的正常工作。另外,濺射離子泵對油蒸氣的污染很敏感,因此對於不太清潔的系統,泵的起動壓力應低於10-2帕。
濺射離子泵的特點是:在工作過程中偶然暴露於大氣也不會損壞,結構簡單,操作維護容易,無油污染,高真空時耗電量少,能安裝在容器的任何位置上。