Ионные насосы

Ионный насос представляет собой камеру, присоединяемую непосредственно к откачиваемому объему. Электроны, испускаемые катодом прямого накала или возникающие в статическом разряде, ионизуют молекулы газа в столкновениях с ними. Ионы переносятся электрическим полем к коллектору и связываются на его поверхности. Существуют два механизма связывания: одни ионы адсорбируются на поверхности коллектора, а другие вступают в химическую реакцию с материалом коллектора, образуя устойчивые соединения. Для химически активных газов эффективны оба механизма, а для инертных - только первый. Коллекторные поверхности большинства ионных насосов покрыты титаном. Под действием ионов, бомбардирующих коллектор, его поверхность распыляется, так что непрерывно открываются свежие слои титана, способные связывать ионы химически активных газов.

Действие ионных насосов основано на ионизации газа сильным электрическим разрядом и удалении ионизованных молекул электрическим полем. Этот способ мало распространен из-за сложности устройства и большой потребляемой мощности, затрачиваемой главным образом на создание магнитного поля. При комнатной температуре инертные газы и углеводороды практически не поглощаются напыленными пленками металлов. Для их удаления служат комбинированные ионно-сорбционные или ионно-геттерные насосы, в которых сорбционный способ поглощения химически активных газов сочетается с ионным способом откачки инертных газов и углеводородов. Поглощающая поверхность обновляется осаждением на стенках термически испаряемого титана, а также катодным распылением титана в электрическом разряде или в магнитном поле в электроразрядных или магниторазрядных ионно-сорбционных насосах. Ионно-сорбционные вакуумные насосы при предварительной откачке до 10-2 н/м2 (до 10-4 мм.рт.ст.) создают вакуум до 10-5 н/м2 (10-7 мм.рт.ст.). Быстрота откачки зависит от рода газа. Поскольку в таких насосах нет рабочей жидкости, они вносят гораздо меньше загрязнений, чем самые лучшие диффузионные. К недостаткам же их можно отнести то, что химически активные газы они откачивают гораздо быстрее инертных и отдают обратно небольшую часть откачанного газа.

Прототипом ионных насосов является вакуумный манометр Пеннинга, в котором при измерениях давления происходит заметное откачивание газов. Это явление вызвано, с одной стороны, эффективной ионизацией газа благодаря присутствию магнитного поля (увеличивающего путь ионизации электронов), а с другой, распылением металла катода под влиянием бомбардировки его ионами.

Для откачки химически неактивных газов, особенно инертных, их частицам сообщают большие скорости; такие частицы при столкновении с поверхностью металла внедряются в него, а затем «замуровываются» слоями напыленного или осажденного из паров металла. Ускорение частиц газа осуществляется с помощью электрического поля после предварительной их ионизации. Ионы же химически активных газов вступают в реакцию с металлом катода.

Ионные насосы подразделяют на насосы с горячим катодом (термокатодные) и насосы с холодным катодом (электроразрядные).

Прочтите также:

Шестнадцатиразрядные микроконтроллеры серии 296 фирмы Intel
Серия MB90385 – 16-разрядные высокопроизводительные микроконтроллеры общего назначения, которые разработаны для выполнения функций управления в пользовательской электронике, где требует ...

Автоматизация безбашенной водокачки
Актуальность: Водоснабжение в сельском хозяйстве имеет очень большое значение при производстве продукции животноводства, птицеводства и растениеводства. На животноводческих фермах еж ...

Этапы проектирования электронных систем
Проектное решение - промежуточное описание проектируемого объекта, полученное на том или ином иерархическом уровне, как результат выполнения процедуры (соответствующего уровня). ...

Основные разделы

Copyright © 2008 - 2019 www.techmatch.ru