Ионные насосы с холодным катодом

В ионных насосах с холодным катодом под действием высокого напряжения в разреженном газе между двумя электродами появляется электрический тлеющий разряд. При этом происходит ионизация газа, в результате чего образуются ионы и электроны Разряд в газе поддерживается благодаря тому, что ионы, ударяясь о поверхность катода, вызывают эмиссию из него электронов Эмиссия электронов приводит к дальнейшей ионизации, газа которая в свою очередь способствует эмиссии электронов. Такой процесс называется тлеющим разрядом. Тлеющий разряд легче возникает в присутствии магнитного поля.

Проходящий через насос электрический ток образован главным образом электронами (которые обладают значительно большей подвижностью, чем ионы) и приблизительно пропорционален давлению газа 1.

При возникновении тлеющего разряда катод подвергается распылению, а распыленный металл, оседая на стенках насоса,, электродах и т. п., действует как чистая сорбирующая поверхность (рис. 8). Распыление металла в присутствии электрического поля (т. е. в условиях ионизации) обеспечивает хорошее откачивание газов, главным образом активных и в определенной степени неактивных, причем неактивные газы удаляются в результате их внедрения в поверхность и замуровывания напыляемым металлом.

Рис. 8 Электроразрядный диодный насос с холодными электродами. (А-цилиндрический анод; К1 и К2- два элемента титанового катода; В-индукция магнитного поля).

Количество распыляемого металла приблизительно пропорционально току (и, следовательно, давлению газа); это означает, что распыление металла саморегулируется в зависимости от состояния вакуума. Величина разрядного тока является в некоторой степени мерой давления в откачиваемой системе.

Эффект откачивания значительно улучшается, если разряд происходит в магнитном поле (магнитные электроразрядные насосы). Это происходит потому, что значительно удлиняется путь электронов от катода к аноду и увеличивается вследствие этого количество столкновений электронов с молекулами, а следовательно, и число ионов, образованных одним электроном. Ввиду этого в насосах с тлеющим разрядом применяется магнитное поле соответствующей величины (несколько сотых теслы) и направления (перпендикулярно плоскости электродов).

Различают два вида тлеющего разряда. При низком давлении (р < 10-4 Тор) разряд является типично тлеющим в виде столба, а распыление катода при таком разряде происходит в небольшой области типа кратера. В области более высоких давлений (р > 10-3 Тор) разряд переходит в дуговой и заполняет всю вакуумную систему, причем металл распыляется с большой поверхности катода.

Для давлений в области 10-4 < р < 10-3 Тор мощность, выделяемая в насосе, возрастает и электроды сильно нагреваются, в результате чего интенсивно выделяются газы, адсорбированные на электродах.

Прочтите также:

Цифровой измеритель времени
В настоящее время благодаря широкому распространению дешёвых микрокомпьютеров их влияние на повседневную жизнь усиливается с каждым годом. В домах появляются различные устройства и прис ...

Разработка электрической структурной, функциональной, принципиальной схем учебного комплекса по интерфейсам ввода-вывода
микросхема учебный комплекс интерфейс Интенсивное развитие микропроцессорной техники обуславливает расширение области применения средств автоматизации управления. В настоящее время микро ...

Экранированная катушка индуктивности рабочая частота – 5 МГц; индуктивность - 20 мкГн
Катушка индуктивности является элементом радиоэлектронных средств, функционирование которой определяется эффектом перехода энергии электрического поля в энергию магнитного поля вследстви ...

Основные разделы

Copyright © 2008 - 2019 www.techmatch.ru