鈦泵的概述:
許多化學性質活潑的金屬元素,如鈦、鎢、鉭、鉬、鋯、釷、鈣、鋇等都具有很強的吸氣能力。其中由于鈦有強烈的吸氣能力,在室溫下性質穩定、不易燃燒嫌炸、易于加工成形,所以近來廣泛地用于真空技術中,并逐漸發展成為一種無污染的(指碳氫化合物而言)超高真空泵—鈦泵。在可控熱核反應裝置、各種加速器裝置、空間環境模擬、半導體元件的鈹胰技術、電真空工 業以及其它要求無污染的真空設備中,各類鈦泵的應用越來越廣泛。
目前鈦泵的抽氣機理的主要論點是:
①活性氣體分子碰撞在新鮮的鈦膜上,由于化學吸附,形成穩定的化合物;隨后它又被不斷蒸發濺射而形成的新鈦膜所覆蓋,新鮮鈦腆又繼續吸附氣體分子,形成穩定的抽氣。
②非活性氣體分子(Ar、He等惰性氣體)被電離后,在電場力的作用下打在鈦腠上,隨之 又被蒸發的新鈦膜“掩埋”掉。能量特別大的離子可直接打人鈦膿內被淸除掉。沒有電離作用 的蒸發鈦泵,對惰性氣體幾乎沒有抽氣作用。
③活性氣體分子離子化后,激發為亞穩態(或解離為單個離子)增加化學活性,使泵的抽速增加。
由于鈦泵屬于表面吸附,被抽氣體沒有樣除到以外。它有以下幾個突出特點:
①鈦泵對被抽氣體有明顯的選擇性。對活性氣體抽速很大,對情性氣體抽速很小,因而往 往需要其它類型的泵(如渦輪分子泵、擴敢泵等)作為輔助泵。
②鈦泵的抽速取決于被抽氣體的種類、泵口和擋板流導等。蒸發鈦泵的抽速可達百萬升每秒,冷陰極濺散離子泵的約5000L/S。
③鈦系的極限真空(無氣體負荷)除取決于惰性氣體的分壓力外,主要受鈦材在髙溫下的 出氣和鈦膜再解析的限制。蒸發鈦泵的極限真空一般為10~8Pa~ 10~9Pa,冷陰極派射離子泵 為 10_8Pa-10_10Pa.
④蒸發鈦泵的壽命由過厚的鈦膜起皮剝落、蒸發器的鈦貯藏量和燈絲壽命等因素決定。為避免欽膜起皮,鈦膜沉積面要經嚴格的化學淸洗或打毛噴砂處理,鈦泵泵壁冷卻要良好,因 為泡度過高將引起鈦腆脫落,抽速下降,真空度變壞。第一次使用鈦泵,最好用高溫烘烤來淸除泵壁油膜或其它臟物,否則鈦膜容易膚落。
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