Ионно-сорбционная откачка
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 
; 
– 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 
/кВ ) ,
то величиной 
.
Отсюда следует выражение для
максимальной концентрации растворенного газа : 
.
Если величина блистер-эффекта .
В нержавеющей стали водородный
блистер-эффект наблюдается при поглощение 
м3*Па/см2
, что соответствует при быстроте
откачки 
м3/(с*см2)
и давление 
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 .
Рис1. Установившееся распределение концентрации в неограниченной пластине , бомбардируемой высокоэнергетическими ионами .
|
2R |
|
S0 |
|
Smax |
|
S |
|
h |
 |
|||
|
Оглавление
TOC o "1-1" Ионно-сорбционная откачка ....................................... PAGEREF _Toc9692035 h 1
Рис1. Установившееся распределение концентрации в неограниченной пластине , бомбардируемой высокоэнергетическими ионами ............................ PAGEREF _Toc9692036 h 3
Оглавление................................................................................ PAGEREF _Toc9692037 h 4
Используемая литература :............................................ PAGEREF _Toc9692038 h 5
Используемая литература :
Л.Н. Розанов . Вакуумная техника .
Москва « Высшая школа » 1990 .
{ Slava KPSS }