Техника высокого вакуума. Лабораторный практикум doc
жүктеу/скачать 6.33 Mb. Pdf көрінісі
|
часть распыляемых частиц титана представляет собой электрически нейтральные атомы и молекулы, они осаждаются на все поверхности электродов, но, главным образом, на анод. Активные газы, попадая на непрерывно возобновляемую пленку титана, хемосорбируются ею. Катоды также поглощают газы, но из-за постоянного распыления большей части их поверхности вклад катодов в процесс откачки активных газов незначителен. Следует отметить, что скорость распыления геттера будет пропорциональна току разряда, который в свою очередь пропорционален давлению откачиваемого газа. Таким образом, магниторазрядные насосы обладают эффектом саморегулирования скорости распыления геттера, что делает их ресурс при малых газовых нагрузках практически не ограниченным. Поскольку коэффициент распыления катодных материалов сильно зависит от массы падающих ионов, и откачиваемые газа имеют различную химическую активность, магниторазрядные насосы обладают значительной селективностью (таблица 2). Большинство атмосферных газов химически активны (N 2 , O 2 , CO, CO 2 ) и за исключением Н 2 откачиваются путем хемосорбции, образуя термически устойчивые оксиды, нитриды и карбиды титана. 81 Таблица 2 Относительные значения быстроты действия диодных магниторазрядных насосов с титановыми катодами при откачке различных газов Газ Быстрота действия, % Газ Быстрота действия, % Водород 270-300 Азот 98-100 Метан 270 СО 85-100 Дейтерий 190-210 СО 2 82-100 Аммиак 170 Кислород 55-57 Легкие углеводороды 90-160 Гелий 10-11 Пары воды 100-130 Неон 4 Этиловый эфир 135 Аргон, криптон 1-2 Сухой воздух* 100 Ксенон 1 Примечание: *при точке росы ниже 228 К. Поэтому поглощение этих газов в насосе имеет необратимый характер. Молекулы газа, не взаимодействующие с титаном (углеводороды, пары воды, тяжелые сложные молекулы) в разряде диссоциируют на более простые компоненты, которые в свою очередь, ионизируются и откачиваются. Образующиеся при диссоциации отрицательные ионы идут непосредственно на анод. Тяжелые многокомпонентные ионы распадаются также при ударе о поверхность катодов. Углерод, образующийся при диссоциации сложных молекул, отлагается на внутренних поверхностях насоса. На катоде атомы углерода образуют карбид титана, имеющий низкий коэффициент распыления. Этим объясняется уменьшение быстроты действия магниторазрядных насосов при попадании паров масла или продуктов его разложения. Особенно опасно осаждение свободного углерода на поверхности изоляторов, приводящее к омическому разогреву изоляторов, пробою и, в конечном итоге, выходу насоса из строя. Откачка водорода магниторазрядными насосами имеет существенные особенности. Его поглощение обусловлено двумя процессами: растворением нейтральных молекул Н 2 титановыми катодами и внедрением ионов Н + в тело катода с последующей диффузией вглубь. Распыление титана ионами водорода весьма незначительно (коэффициент распыления для ионов Н + с энергией 7 кэВ составляет всего 10 –2 , что на два порядка меньше, чем для ионов аргона). Это обстоятельство весьма уменьшает скорость 82 образования свежих пленок распыленного титана при работе насосов в атмосфере чистого водорода, в результате чего поверхностный слой катодов слабо очищается и оказывается насыщенным атомами примесей и загрязнений, внесенных при изготовлении, а также "замурованными" атомами инертных газов. Вследствие этого на поверхности катодов возникает диффузионный барьер, препятствующий сорбции нейтральных молекул Н 2 . Поэтому при давлении, меньшем 10 –8 –10 –9 мм рт. ст.), быстрота действия магниторазрядных насосов резко падает, будучи ограниченной действием лишь ионной откачки. Инертные газы не сорбируются и не растворяются в геттерном материале. Они могут удерживаться на поверхности только очень слабыми силами Ван-дер-Ваальсова взаимодействия. Так как основная часть атомов инертных газов после отражения и нейтрализации на катодах падает на анод, где замуровывается пленками геттера, то для устойчивого удержания на поверхности анода эти атомы должны иметь относительно высокую энергию. Поэтому для интенсификации их откачки необходимо, чтобы бомбардирующие катод ионы отражались от них с сохранением большей доли своей начальной энергии. жүктеу/скачать 6.33 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|