钛泵的概述:
许多化学性质活泼的金属元素,如钛、钨、钽、钼、锆、钍、钙、钡等都具有很强的吸气能力。其中由于钛有强烈的吸气能力,在室温下性质稳定、不易燃烧嫌炸、易于加工成形,所以近来广泛地用于真空技术中,并逐渐发展成为一种无污染的(指碳氢化合物而言)超高真空泵—钛泵。在可控热核反应装置、各种加速器装置、空间环境模拟、半导体元件的铍胰技术、电真空工 业以及其它要求无污染的真空设备中,各类钛泵的应用越来越广泛。
目前钛泵的抽气机理的主要论点是:
①活性气体分子碰撞在新鲜的钛膜上,由于化学吸附,形成稳定的化合物;随后它又被不断蒸发溅射而形成的新钛膜所覆盖,新鲜钛腆又继续吸附气体分子,形成稳定的抽气。
②非活性气体分子(Ar、He等惰性气体)被电离后,在电场力的作用下打在钛腠上,随之 又被蒸发的新钛膜“掩埋”掉。能量特别大的离子可直接打人钛膿内被淸除掉。没有电离作用 的蒸发钛泵,对惰性气体几乎没有抽气作用。
③活性气体分子离子化后,激发为亚稳态(或解离为单个离子)增加化学活性,使泵的抽速增加。
由于钛泵属于表面吸附,被抽气体没有样除到以外。它有以下几个突出特点:
①钛泵对被抽气体有明显的选择性。对活性气体抽速很大,对情性气体抽速很小,因而往 往需要其它类型的泵(如涡轮分子泵、扩敢泵等)作为辅助泵。
②钛泵的抽速取决于被抽气体的种类、泵口和挡板流导等。蒸发钛泵的抽速可达百万升每秒,冷阴极溅散离子泵的约5000L/S。
③钛系的极限真空(无气体负荷)除取决于惰性气体的分压力外,主要受钛材在髙温下的 出气和钛膜再解析的限制。蒸发钛泵的极限真空一般为10~8Pa~ 10~9Pa,冷阴极派射离子泵 为 10_8Pa-10_10Pa.
④蒸发钛泵的寿命由过厚的钛膜起皮剥落、蒸发器的钛贮藏量和灯丝寿命等因素决定。为避免钦膜起皮,钛膜沉积面要经严格的化学淸洗或打毛喷砂处理,钛泵泵壁冷却要良好,因 为泡度过高将引起钛腆脱落,抽速下降,真空度变坏。第一次使用钛泵,最好用高温烘烤来淸除泵壁油膜或其它脏物,否則钛膜容易肤落。
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