В целом о вакууме и вакуумных системах

Свойства вакуума
Особенности вакуумных систем

Вакуумные материалы и уплотнители

Вакуумные материалы
Уплотнители и и смазки

На заметку

Насосы с термическим испарением титана
Получение вакуума - Насосы для высокого вакуума

Для распыления и осаждения титана на поглощающую поверхность применяют нагрев и испарение титана, а также ионное распыление катода из титана в высоковольтном разряде. В насосах первого типа испарение происходит из жидкой или из твердой фазы титана.

Жидкофазные насосы наиболее мощные. В насосах сорбционно-ионной серии СИН капля титана образуется на конце проволоки при облучении ее нагревающим электронным пучком; проволочка периодически подается двигателем с реле. Эти насосы имеют ионизатор магнетронного типа, в котором магнитное поле создается внешней обмоткой на корпусе насоса, а разряд — электродами с напряжением до 10 кв (анод — стакан и катод— стержень вне его). Жидкофазные насосы СИН имеют предельный вакуум 10-8 тор, скорость испарения титана до 10 мг/мин, быстроту откачки по водороду 2-104 л/сек (СИН-20) и 5*103 л/сек (СИН-5), по аргону 35 л/сек; они потребляют мощность порядка 1,4 квт. Предельное давление образуется молекулами метана и этана, синтезируемыми из углерода стали и водорода воздуха. Недостаток насосов СИН — сложность конструкции и относительно низкая надежность.

Насосы с твердофазными испарителями образуют геттерно-ионную серию насосов ГИН-5, ГИН-2 и ГИН-05М1 с быстротой откачки 5000, 2000 и 500 л/сек. Система электродов монтируется на фланце (рис. 22). Прямокакальные испарители имеют форму шпилек из молибденовой проволоки диаметром 3 мм со слоем титана до 0,5 мм; они работают поочередно. Катод ионизатора изготовлен из вольфрама диаметром 0,5 мм, анод — сетчатый, в форме цилиндра. Боковые стенки насоса имеют водяную рубашку охлаждения.

Насос 05М1 потребляет 0,85 квт; вольфрамовый катод работает при температуре 2500°С. Кроме ионизации анод можно использовать для обезгаживания насоса при прогреве током. Скорость испарения титана 4 мг/ч обеспечивает быстроту откачки по азоту 500 л/ч, по водороду 1500 л/сек.

Быстрота откачки насосов ГИН почти постоянна при давлении ниже 10-6 тор. Примесь инертных газов резко уменьшает быстроту откачки. Предельный вакуум этих насосов порядка 3*10-9 тор. В состав остаточных газов входят дейтерий, окись углерода и аргон, несколько меньше водорода, метана, паров воды. Запуск насоса производится с давлением 10-3 — 10-5 тор после прогрева в течение 2—5 ч при 400° С. Насосы такого типа могут быть изготовлены с миниатюрными размерами для размещения непосредственно внутри вакуумных объемов. Например, фирма «CSF» (Франция) выпускает сублимационный насос с быстротой откачки 2 л/сек

Испарители изготовляют в иодидных аппаратах со стружкой титана у стенок и с иодом. При нагреве стенок до 300° С образуется соединение титана с иодом; затем проволока из молибдена нагревается током до 1300° С, соединение диссоциирует, иод освобождается, а титан оседает на керне очень чистым покрытием. Недостаток насосов ГИН — сравнительно небольшой ресурс работы порядка 1000 ч. Однако они обладают лучшим отношением быстроты откачки к весу насоса по сравнению с магниторазрядными насосами.

Разработан геттерно-ионный насос орбитронного типа СОН-А-1 (рис. 23), в котором электроны проходят большой путь по эллиптическим спиралеобразным траекториям, что создает условия для эффективной ионизации остаточных газов. Насос имеет две зоны сорбции с разными температурами.

Скорость испарения титана регулируется изменением электронного тока. Титан осаждается на внутренних поверхностях медных колец, охлаждаемых жидким азотом, и на корпусе, охлаждаемом водой. Зазоры между кольцами облегчают доступ внутрь насоса активных газов в случае, когда открытый насос без корпуса на фланце присоединяется к камере больших размеров. Если насос после предварительной откачки наполнить сухим азотом до атмосферного давления и произвести обезгаживание при 400—450° С в течение 6 ч, то предельный вакуум составит 10-8 тор.

При охлаждений трубки с кольцами водой предельное разрежение около 5*10-11 тор. При выделении на аноде мощности 60 вт скорость испарения титана равна 0,2—0,5 мг/ч, что соответствует быстроте откачки воздуха 500 л/сек, постоянной в диапазоне от 10-10 до 10-8 тор. Срок службы насоса до смены анода-испарителя не менее 2000 ч. Использование орбитронного ионизатора позволяет не применять дополнительные пароструйные насосы для откачки инертных газов. Незначительное выделение тепловой мощности в насосе определяет сравнительно небольшой расход жидкого азота порядка 1,2—1,5 л/ч для охлаждения.

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Сейчас на сайте

Сейчас на сайте находятся:
 293 гостей на сайте
=
Рейтинг@Mail.ru