溅射离子泵的寿命试验

ＫＥＫ质子同步加速器的予注入器用了四个１０００升／秒的溅射离子系来抽双等离子体离子源的大量气体负载。为了估计泵单元的寿命，一个５００升／秒二极溅射泵在大约３×１０－５乇氢气压力下运行１０００小时以上。泵单元稍微作了改进以防止钛阴极板的变形。抽速由一个１Ｃｍ直径的园形小孔的两边压差来确定。即使钛板几乎没有变化，但抽速从开始时的５００升／秒减小到试验终了时的３５０升／秒。化学分析表明氢分子不是均匀地扩散在整块钛板上的。     

提高溅射离子泵抽速的研究

按抽气过程推出了溅射离子泵的抽速公式。实验研究了阳极结构、阴极材料对提高抽速的作用。通过离子泵抽氩清洗后抽速提高现象的分析研究.证实了阴极材料表层成分对离子泵抽速有几倍的影响;钛阴极的泵在抽氮气达到稳定值后,阴极表层即盖满 TiN,而泵的正常抽速是离子溅射 TiN 生成的钛原子在阳极表面抽气提供的。研究表明,理想的离子泵阴极材料不仅应当溅射率高,溅射膜有高的吸气性能,而且应对入射的被抽气体原子有足够高的扩散能力。     

新型抽氢溅射离子泵阴极材料

在普通溅射离子泵的基础上，经结构上的改进后，采用β钛合金Ｔｉ－１５Ｍｏ作为抽气元件的阴极，使泵的抽氢速率提高６０％以上，抽空气速率提高１５％左右（在５～６×１０－６托）。 Ｔｉ－１５Ｍｏ合金具有优良的抽氢效果是由于它具有均匀的Ｂ结构。β结构的钛对氢有很大的溶解度，因而使它具有很大的抽氢速率和很长的抽氢寿命。     

溅射离子泵的一种新阴极材料——Ti_(15)Mo合金

在同一泵体、同一测试条件下,对以Ti_(15)Mo合金、纯钛或47121合金作阴极的相同结构抽气单元,进行了抽气性能的对比测试。其结果是Ti_(15)Mo合金阴极对氢气抽速比纯钛提高60％以上,对空气抽速提高约15％,对氦气抽速达到抽空气的22％。并对Ti_(15)Mo泵芯在1.2×10~(-5)托氢压强下进行455小时抽氢试验,而抽速几乎没有衰减。对试验后的纯钛和Ti_(15)Mo阴极进行了金相、x光和氢浓度分析:Ti_(15)Mo阴极放电区表面并不生成TiH_2而是氢向体内扩散。我们的试验研究表明,Ti_(15)Mo合金是一种优良的溅射离子泵阴极材料,并设计制造了2TLH-150抽氢溅射离子泵。     

溅射离子泵结构的新进展

简介 本文讨论了一个新的溅射离子泵的结构。这个泵的特点包括:(1)高的抽气能力; (2)完全闭合的磁路;(3)可以更换场的水冷阴极。这个圆筒形泵体,由铁磁性材料构成,它起着一部分真空外壳的作用,而且也做为磁回路的回程使用。阴极由特殊的钛合金组成,亦是真空外壳的一部分,用被挤压的铜垫圈密封到泵体上。这个新的精致的设计,使泵的排气能力比同样重量的泵要大10倍。文中给出了抽速、流量和泵寿命的综合数据。实际证明这种泵是非破坏性的,这种结构在溅射离子泵技术方面代表了一个新的和重要的突破。 引言 研制计划是由研究溅射离子泵的新材料…     

溅射离子泵的再生处理

标志溅射离子泵性能的主要技术指标是泵的抽速和泵所能达到的极限真空度。这两项指标密切地依赖于泵的工作状态和泵的历史。因此,为了能正确地评价溅射离子泵的性能,除了规定一个统一而合理的工作条件以外,还必须使泵处于大致相同的初始条件下。 溅射离子泵抽气特点是内部储存与自身消耗。它不是把被抽气体经过前级泵排往大气中。而是借助于予抽泵把被抽空间的压强抽降到一定的压强下(低于10-2乇),然后溅射离子泵通过潘宁放电使气体电离。气体离子在电场作用下轰击钛或钽阴极。使气体离子与钛或钽的原子发生化学反应,或者被溅射出来的金属原…     

用溅离子泵抽氢

本篇文章讨论了二极型和三极型离子泵抽氢的情况。并说明这些泵中所用的阴极材料类型对抽氢效率有重大影响。所举之例包括了有铝，钛和钛合金阴极材料泵的数据。数据表明的铝阴极二极型泵抽氢并不比抽氦更有效。在压强很低时使用钛阳极和泵体钛屏蔽下会对抽速有一定影响。     

二极型溅射离子泵抽速试验

冷阴极溅射离子泵是获得无油超高真空的重要工具之一。随着电真空器件的进一步发展,它越来越广泛地被应用于电真空工业中。但目前有关冷阴极溅射离子泵的设计理论还不十分完善,磁路设计在几何形状复杂多样的情况下,理论计算繁杂,与实际出入也大。在生产实践中,有不少参数和尺寸的考虑和选择,往往还经过试验结果来予以修正和确定。为给溅射泵的设计提供一定的实践经验,我们对影响二极式溅射离子泵抽速的主要因素:阳极电压、磁场强度以及阳极格的大小等作了一些初步试验,以探讨这些因素之间的相互关系;此外,对加有钛异华器的溅射泵也作了一些…     

二极式冷阴极溅射离子泵

冷阴极溅射离子泵是获得超高真空的重要工具之一。随着电子器件对超高真空环境洁净程度的要求愈来愈高,这种没有工作液蒸汽污染的冷阴极溅射离子泵用于真空排气比油扩散泵具有突出的优点。我们在试制行波管排气台时,研制了400升/秒离子系,现将研制情况简介如下。 (一)冷阴极溅射离子泵的工作原理 在了解冷阴极溅射离子泵前,先谈一谈有关气体离子电离以及离子泵的必要概念。我们知道,分子由原子组成,原子又由带正电的原子核和带负电的绕核运动的电子组成。在正常情况下,正负电荷平衡抵消呈中性状态。这些绕核运动的电子,处在距原子核距离不同…     

CD-J50型超高真空阀门

前言 随着电子工业的迅速发展,对清洁超高真空等基础工艺提出了新的更高要求。自一九七三年以来,我厂研制了一些长寿命、高可靠、低噪音的电子管。因而逐步对原有的油扩散泵抽气系统进行了技术改造。用冷阴极钛溅射离子泵和钛球升华离子泵抽气系统更换了油扩散泵抽气系统。经过几年来的生产实践和不断改进,已能适应和满足生产的工艺要求,收到了初步的效果。在制造钛泵抽气系统的过程中,由十一车间,技术科、八车间等单位三结合设计,制造了CD──J50型超高真空阀门(见图 1)。用作为联结主泵,被抽容器和子抽系统的控制阀。 一、 CD──J50超…     

一种计算二极型溅射离子泵特性的新方法

本文通过各种实验结果相结合的理论考虑得出了计算溅射离子泵特性的一般方法,这种方法成功地应用于高能加速器中分配溅射离子泵的最佳设计。计算抽速和测量抽速的偏差小于30%。 绪言 尽管几乎所有的真空领域中广泛地使用溅射离子泵,但是,我们有关不同泵的参数对于抽速的影响的知识,经验的多于理论。这大概是由于溅射离子泵复杂的抽气机理,这种抽气机理,依赖于潘宁室的不同放电模型,高能离子轰击阴极的溅射率,以及气体分子和二个电极表面之间发生的物理化学现象。 除了阴极材料外,影响溅射离子泵抽速的主要参数是:磁场强度,施加电压和阳极室…     

溅射离子泵阳极筒-阴极板间距对抽气特性影响的数值研究

建立了描述溅射离子泵抽气单元抽气特性的计算模型。采用商业软件COMOL Multiphysics,将等离子体模块、磁场模块、带电粒子追踪模块进行耦合,计算得到了阳极筒内潘宁放电特性参数、气体离子入射阴极板能量和角度。引入非垂直入射溅射产额公式,计算得到阳极筒内壁溅射产额及抽气单元抽速。模拟计算结果与实验数据的对比表明,两者具有较好的一致性,验证了所建模型的适用性。基于所建计算模型,开展了溅射离子泵阳极筒-阴极板间距对抽气性能影响的数值研究。计算结果表明,阳极筒与阴极板间距对抽气单元的有效抽速有显著影响,并存在最优间距,该间距下抽气单元的抽速最大,同时最优间距随阳极筒半径增加而增大。基于模拟结果,提出了非等径、非等高阳极筒抽气单元阵列结构离子泵设计方案,为溅射离子泵的结构改进和性能优化提供了新的设计思路和可行路径。     

φ350非对称式三极型复合离子泵

为了满足我国电子工业和国防科学研究对抽速大、极限真空度高的无油超高真空获得设备的迫切需要,在华主席抓纲治国战略决策指引下,一九七七年我们以较短的时间试制了三极复合离子泵,泵的极限真空度达1× 10-12乇。 一、泵的结构 该泵由400升/秒非对称式三极型冷阴极溅射离子系和2000升/秒钛球升华泵复合而成。其外形图如图一所示。 泵体是园柱形,泵口通径为φ350mm。8个长方形盒子成辐射状,均匀地排列在泵体四周。泵体腰部有钛球升华器接头,供装钛球升华器。泵底是向外凸的园弧形。泵体材料采用 1Cr18Ni 9 Ti的不锈纲,用板料先抛光至9后,…     

一种高抽速离子泵──次级电子倍增阴极离子泵

本文提出了一种高抽速离子泵。这种离子泵就是把一种新型的冷阴极和普通离子泵结合起来，实验结果表明， 在压强低于１０－４ Ｐａ时，它的单位体积离子流是普通离子泵离子流的３０倍。     

静电马鞍场溅射离子泵在注入电子时的效果

本文继续探讨研制一种新型真空泵的可能性。利用静电马鞍场约束电子振荡并注入电子以扩展放电压强的下限。据此,研制的无磁静电型溅射离子泵,在未注入电子时,阴极小室内壁面,可清楚地看到,离子轰击面(即钛的溅射面)与钛膜沉积面,其状态与二极型 penning 泵相似;启动特性、对电源要求也与 penning 泵相似。硅油蒸汽对马鞍场约     

复合离子泵的研制与调试

我厂是生产电真空器件的工厂。为了减少油蒸汽对器件的污染,原来所用的无油超高真空系统是以溅射离子泵为主体泵,尽管溅射离子泵有使用方便、可靠、极限真空度高、寿命长等优点,但也存在着启动压强低、用机械泵做前级难以启动,以及抽速低不能承受较大放气量(如电子管阴极分解时     

L─100型三极溅射离子泵及JWZ─100型静电支承仪表无油超高真空排气台研究试验总结

我所为某单位研制的JWZ—100型静电支承仪表无油超高真空排气台,是以为完成一机部72181超高真空技术研究中10-12乇溅射离子泵为主泵的全无油真空机组,经过9月4日、11日、12日三次试验鉴定,于一九七六年九月二十一日经过所级鉴定委员会讨论结论认定;该机组全部达到或超过了72181溅射离子泵及排气台的技术指标。这些指标是: L—100型溅射离子泵 72181课题规定指标为10-12乇经过鉴定达到指标为2.2 × 10-12乇(用 SG-4型冷磁控极高真空计测)。 L—100型冷阴极溅射离子泵抽速达到160升/秒。 JWZ—100型静电支承仪表无油超高真空排气台系统真…     

一个阴极实验高真空系统的质谱分析

一、问题的提出 一个以溅射离子泵为主泵的阴极实验高真空系统每次暴露大气后,离子泵的启动都很困难,并且离子泵工作几小时后,真空度只能在10-6托范围。系统经ZLS-23型氦质谱探漏仪检漏,没有发现明显的漏气。估计是溅射离子泵受油的严重污染,欲找出原因所在,以便采职相应的措施。我们用SZH型四极质谱管和SJX-1型四极质谱计电源,对此系统进行了质谱分析。 二、真空系统及其经历 图 1给出该实验系统。它以 ZTL/150型溅射离子泵为主抽泵。泵口接北票阀门厂的C G-130型高真空手动插板阀,阀板两面及转动手柄轴均用橡胶密封。闸阀上部通过不…     

钛泵的原理与故障分析

简单介绍了钛泵的工作原理.溅射离子泵在高电压和高磁场的作用下产生潘宁放电,吸附容器内气体分子达到真空的目的.由于设备老化或操作不当等原因,溅射离子泵会发生各种故障.本文列举了溅射离子泵的各种常见故障,根据工作机理分析了溅射离子泵发生故障的原因,并介绍了排除故障和维护保养的方法.对于钛泵的操作使用人员和维修人员具有一定的借鉴意义.     

溅射离子泵物理学

溅射离子系进行稳定状态的抽气特性决定于放电强度（ Ｉ／Ｐ）和抽气效率 （Ｓｐ／Ｉ）。这种泵采用磁性来限制冷阴极气体放电。可以在进入超高真空和更低的压强范围内进行工作。许多经验证明了,放电强度在不同程度上是依赖于下列有关参数：电压、磁场、电极几何形状、电极材料、气体的种类和压强。这种放电的理论与圆满解释是仍旧相差很远。在放电格子中观察到空间电行对改变电位起主要作用。在这里可近似地认为,放电强度与阳极电压和阴极长度成比例。但是,与作为乘积（即磁场×阳极直径）为常数的阳极直径无关。另外,关于要求的放电强度,用潘宁正磁控管和反磁控管室作一下比较。 对于在放电中产生的每一个阳离子,抽除的气体分子的数目成比例的量（Ｓｐ／Ｉ）提供出一种油气效率的测量方法。由于化学活泼性气体与从阴极溅射出来的收气剂材料,化合作用产生的抽气作用最低限度在理性上能很好地理解。至少在实验上,由离子埋葬吸附和扩散到阴极里的对氢的抽气作用亦能很好地建立。但是对惰性气体的抽气有时也涉及了这些方面。对于普通二极型和早期（两个电位）的三极型溅射离子泵。表面上,对氢的抽气已作了满意的说明。这种说明对最近（单电位）的三极型泵也未必适用,对采用不同材料的双阴极的二