Реферат: Ионно-сорбционная откачка
При ионно-сорбционной откачке используют два способа поглощения газа: внедрение ионов в объем твердого тела под действием электрического поля и химическое взаимодействие откачиваемых газов с тонкими пленками активных металлов .
Высокоэнергетические ионы или нейтральные частицы, бомбардируя твердое тело, проникают в него на глубину, достаточную для их растворения.Этот способ удаления газа является разновидностью ионной откачки. На рис. 1 показано равновесное распределение концентрации при ионной откачке в объеме неограниченной пластины толщиной , рассоложенной внутри вакуумной камеры .
Максимальную удельную геометрическую быстроту ионной откачки можно рассчитать по формуле (1), где – коэффициент внедрения ионов; = – удельная частота бомбардировки; – плотность ионного тока; – элементарный электрический заряд; – молекулярная концентрация газа .
Коэффициент внедрения учитывает частичное отражение и рассеивание, возникающее при ионной бомбардировке. Коэффициент внедрения сильно зависит от температуры тела и слабо – от плотности тока и ускоряющего напряжения. Значение наблюдается для Ti, Zn при 300 … 500 К .
Максимальное значение концентрации растворенного газа при ионной откачке можно определить из условия равновесия газовых потоков: (2) ( D – коэффициент диффузии газа в твердом теле ). Градиенты концентраций определяются следующими отношениями: здесь – глубина внедрения ионов ( – ускоряющее напряжение ); и – максимальная и начальная концентрация плотности поглощенного газа .
Так как величина мала по сравнению с ( константа даже для легких газов не превышает 1.0 нм./кВ ), то величиной в уравнение (2) можно пренебречь: .
Отсюда следует выражение для максимальной концентрации растворенного газа: .
Если величина , рассчитанная по приведенной формуле превышает максимально возможную в данных условиях растворимость газа в металле, то поглощенный газ начинает объединяться в газовые пузырьки, вызывая разрыв металла. Это явление получило название блистер-эффекта .
В нержавеющей стали водородный блистер-эффект наблюдается при поглощение м3 *Па/см2 , что соответствует при быстроте откачки м3 /(с*см2 ) и давление Па приблизительно 300 часов непрерывной работы .
По известному значению можно подсчитать общее количество газа, которое будет поглощено единицей поверхности .
Во время ионной бомбардировки наблюдается распыление материала, сопровождающееся нанесением тонких пленок на электроды и корпус насоса. Сорбционная активность этих пленок используется для хемосорбционной откачки .
Распыление активного материала может осуществляться независимо от процесса откачки, например с помощью регулирования температуры нагревателя. Расход активного материала в таких насосах осуществляется независимо от потока откачиваемого газа .
Более экономно расходуется активный металл в насосах с саморегулированием распыления. В этих насосах распыление производится ионами откачиваемого газа, бомбардирующими катод, изготовленный из активного материала. Распыляемый материал осаждается на корпус и анод, где осуществляется хемосорбционная откачка .
|
Ионно-сорбционная откачка… 1
Рис1. Установившееся распределение концентрации в неограниченной пластине, бомбардируемой высокоэнергетическими ионами… 3
Оглавление… 4
Используемая литература :… 5
Л.Н. Розанов. Вакуумная техника .
Москва « Высшая школа » 1990 .
{ Slava KPSS }