通用机械:吸气剂离子泵是什么？

将被抽气体分子电离?并在电磁场或电场的作用下将其输送到泵的吸附表面而被吸气剂捕集的一种真空泵。吸气剂离子泵是一种无污染的超高真空泵?极限压力可达10-7~10-9帕。吸气剂真空泵分为蒸发离子泵和溅射离子泵两种。蒸发离子泵和溅射离子泵在可控热核反应装置?加速器?空间仿真装置和电子器件等方面都得到广泛的应用。蒸发离子泵由电离抽气作用与蒸发(或升华)活泼金属的吸附作用相结合的真空泵。蒸发离子泵因对活泼金属(通常是钛)的加热蒸发形式不同?有各种不同的结构形式。图1蒸发离子泵的结构示意图为大型蒸发离子泵的基本结构。在外部控制的输送机构带动下?钛丝筒把钛丝送到加热柱上。加热柱受环形灯丝产生的电子束的轰击而加热到2000℃左右?钛丝便连续不断地蒸发?沉积在冷却的泵体内壁上?形成新鲜的钛膜而吸附抽气。同时?栅极也吸引由灯丝发射的部分电子?使其在电场中高速运动而同气体分子碰撞?电离气体分子。离子在静电场的作用下飞向低电位的泵体内壁?被新沉积的钛膜所“掩埋”?能量较大的离子还可直接打入沉积在泵壁上的钛膜内。这种蒸发离子泵对活性气体有较大的抽速?而对惰性气体的抽速则较小。为了提高对惰性气体的抽气速率?必须提高电离几率?因而电离机构就有多种形式。溅射离子泵由两块阴极板(通常是钛极)?一个具有蜂窝状结构的阳极?永久磁铁和泵体组成的真空泵(图2溅射离子泵的结构示意图)。两块阴极板分别位于阳极的两侧?组成泵的电极结构。永久磁铁位于阴极外侧?磁场方向b与电场方向平行。在1000~2000高斯的磁场感应强度下?阴极和阳极之间加3~7千伏直流电压后放电?在电磁场的磁约束下能在10-2帕的压力以下维持放电?这种放电称潘宁放电。放电时?电子在阳极筒内作轮滚往复运动(图3三极型溅射离子泵的工作原理?图4阴极开槽的二极型溅射离子泵的工作原理)?大大增加电子运动路程?能保证很高的电离效率。气体分子被电离后产生的离子向钛阴极加速。离子的能量很大?冲击阴极时能引起强烈的溅射。溅射出来的钛原子沉积在阳极筒内壁和阴极遭受离子轰击较少的部位?形成的新鲜钛膜在阳极筒内壁上吸附活性气体和亚稳态的惰性气体?在阴极溅射不剧烈的部位掩埋惰性气体。但以离子态到达阴极的气体分子很可能因离子的连续轰击而解吸?对惰性气体尤其如此。在大气中约含有1/100的氩。二极溅射离子泵对氩的抽速不但很低?而且每隔一定时间还显示出规则的压力脉冲。因此氩是影响泵的极限压力的主要因素。