渡边文夫的极高真空测量研究评介

渡边文夫对极高真空（ＸＨＶ）测量的系统而有成效的研究，受到国际同行的注目，其中最有衫价值和创新意义的是离子谱规，此规大大降低了Ｘ射线效应、电子激励解吸效应和热出气效应，可测量１０＾－１２Ｐａ的ＸＨＶ。本文试图较全面地评介渡边文夫的ＸＨＶ测量研究工作，以资借鉴。     

渡边文夫的极高真空测量研究评介

渡边文夫对极高真空（XHV）测量的系统而有成效的研究，受到国际同行的注目，其中最有实用价值和创新意义的是离子谱规，此规大大降低了X射线效应、电子激励解吸效应和热出气效应，可测量10-12Pa的XHV。本文试图较全面地评介渡边文夫的XHV测量研究工作，以资借鉴。     

极高真空规新进展

本文分析了影响极高真空规测量下限的几个限制因素,介绍国外极高真空测量技术的最新发展状况。     

日本的极高真空技术研究

介绍了去日本考察的情况。其内容涉及极高真空获得,极高真空测量。在极高真空获得方面,集中于降低出气量;在极高真空测量方面,集中于降低电子激励解吸效应。     

基于冷原子的超高/极高真空测量机理研究进展

长期以来,随着原子的激光冷却和俘获技术的发展,利用超冷原子在磁阱中与背景气体碰撞的损失率以精确测量超高/极高真空度的新方法正在国内外深入研究,该方法将宏观物理量与微观参数相联系,可实现气体密度的精密测量和真空度的准确反演。然而,目前对于冷原子碰撞损失过程的非理想损失机制以及其它附加效应对测量过程的影响尚缺乏详细的分析,这些因素都制约着基于冷原子的超高/极高真空测量技术的发展。本文首先从冷原子的超高/极高真空测量基本原理出发,概述了冷原子真空度测量过程关键参数的不同确定方法和各自优缺点,随后,针对影响冷原子测量不确定度的各种附加损失,在相关研究基础上对其物理或数学模型进行分类讨论,分析为减小测量不确定度可采取的相应措施。最后,从关键参数的确定方法和其它测量过程的影响因素两方面,对冷原子超高/极高真空测量技术进行了总结和展望。     

极高真空电离规的校准实验研究

介绍了2支反磁控型冷阴极极高真空电离规和1支热阴极极高真空电离规的校准实验研究结果。实验设备是一台极高真空校准装置,实验范围为10^-9～10^-1Pa,实验气体为N2。实验结果表明,尽管2次校准结果的重复性较好,但就单次校准结果来看,每个规的灵敏度（修正因子）的最大值和最小值之间的偏差较大。因此,极高真空电离规要得到准确的测量结果,对其进行精确校准是非常必要的。     

强流重离子加速器BRing-HFRS超高/极高真空过渡研究

针对强流重离子加速器(HIAF)中增强器(BRing)和放射性次级束流分离器(HFRS)之间的BRing引出线真空系统进行极高真空到超高真空的过渡研究。研究表明,为不使处于极高真空状态下的BRing环真空系统受到来自HFRS和高能束运线的影响,通过烘烤段加非烘烤段的方式以及快关阀的作用,可有效地解决真空系统从极高真空到超高真空的过渡问题,并且能够有效地起到对BRing主真空的保护作用。通过对BRing引出线真空系统进行真空压力分布的模拟计算,从侧面更加验证了真空过渡方案的可行性。     

可变翼极高真空轨道分子屏研究

本文提出可变翼极高真空轨道分子屏的概念,建立了理论模型,推导出了压力表达式,计算了该分子屏的极限压力及压力曲线,翼长、翼角和压力的关系曲线.结果表明:可变翼极高真空轨道分子屏选择一定长度的翼及适当的翼角,可获得比普通分子屏低一个多量级的极限压力,达到10-13 Pa,低压工作区域也扩大了4～5倍.可变翼极高真空轨道分子屏理论的建立,会推动分子屏技术应用的发展.     

分流法超高/极高真空校准装置性能研究

分流法超高／极高真空校准装置由极高真空（XHV）系统、超高真空（UHV）系统、流量分流系统三部分组成。使用磁悬浮涡轮分子泵和非蒸散型吸气剂泵组合抽气在XHV校准室获得了10^-10 Pa的极高真空；采用的分流法真空规校准方法，使压力校准下限延伸到了10^-10 Pa；利用非蒸散型吸气剂泵对惰性气体无抽速的特性，使用惰性气体校准时，减小了校准下限的不确定度；校准装置的校准范围为（10^4～10^-10）Pa，合成标准不确定度为1．5％～3．5％。     

超高/极高真空校准装置的研制

超高/极高真空校准装置由极高真空(XHV)系统、超高真空(UHV)系统、流量分流系统和供气系统四部分组成。使用磁悬浮涡轮分子泵和非蒸散型吸气剂泵组合抽气,在XHV校准室获得了10-10Pa的极高真空;提出了分流法校准真空规的方法,使校准下限延伸到10-10Pa;利用非蒸散型吸气剂泵对惰性气体无抽速的特性,使用惰性气体校准时,减小了校准下限的不确定度;提出了采用线性真空计测量激光小孔分子流流导的方法,减小了小孔流导的测量不确定度。校准装置复合了分流法、压力衰减法和直接测量法对真空规进行校准,压力校准范围为10-1Pa~10-10Pa,合成标准不确定度为0.41%~3.5%。     

极高真空溅射离子泵的研制

研制出了获得极高真空的溅射离子泵,该溅射离子泵４小时烘共烤后温度降至１００℃,装磁钢,妄动离子泵进行敢,３４小时后压力达５．８×１０＾－１０Ｐａ。从抽速实验结果来看,该泵在１０＾１０Ｐａ时仍有１００Ｌ／ｓ的抽速。说明此泵在较 压力下仍有较强的潘宁放电。     

轨道分子屏极高真空系统的抽气方程

地面真空系统中,气体处于封闭的真空容器内,达到平衡状态时,真空系统的抽气方程式是:P=Q/S;轨道分子屏系统是开放的,或者说具有部分真空容器,相应的抽气方程应该是怎样的形式呢?本文提出了一个物理模型,推导出了半球型及球冠型轨道分子屏极高真空系统的抽气方程.通过解含时间的微分方程,可得到相同的抽气方程.该方程适用于其它形状的轨道分子屏极高真空系统.     

空间行波管专用排气工艺极高真空系统的研制

空间行波管广泛应用于通信卫星、雷达卫星和定位导航等领域,极高真空的获得与维持是空间行波管高可靠性和长寿命的关键,因此研究极高真空烘烤排气系统具有重要意义。极高真空的获得需要在专用真空排气设备上进行,真空排气工艺是微波真空电子器件制造工艺中最重要的一种技术。极高真空的获得和维持涉及多种技术,包含材料的选择、真空室的设计、真空泵的选择、极高真空的获得和测量、真空除气、高灵敏度真空检漏技术和残余气体分析技术等。本文介绍了空间行波管极高真空系统工艺设备研制过程及其在科研生产中的应用。该真空系统实现了空载真空度优于1×10^-9Pa,多路带载真空度优于5×10^-9Pa,对超高真空、极高真空的获得和真空排气设备制造工艺及应用等具有一定的参考价值。     

超高/极高真空校准研究进展

本文概述了在超高/极高真空校准方面的研究进展.介绍了采用分子束法、压力衰减法、流导调制法以及分流法校准超高/极高真空规的原理、校准系统的结构及性能,并分析了它们的优缺点.从中可以看出,近年来随着真空材料处理技术、容器内表面处理技术和真空获得技术的进展,在10~(-10)Pa～10~(-8)Pa压力范围的超高/极高真空校准技术也取得了可喜的进展,校准系统的研制、维护成本日趋低廉,校准方法更为简单,校准结果更为准确.     

超高真空计微弱离子流检测技术研究

在超高真空环境下,Bayard-Alpert型电离真空计通过电离气体分子得到的离子流信号十分微弱,且极易受到干扰。介绍了一种用于超高真空测量的微弱信号检测系统,包括测量电路、调零电路与处理模块。该系统采用高精度放大器与高绝缘继电器,可以实现微弱信号的精密放大,满足mA级至亚pA级范围的宽量程电流信号检测;能够自动完成测量档位的切换、系统调零、数据处理与真空全压力值计算,测量下限可达10^-13A量级,可用于超高真空计离子流的精确测量,具有良好的线性及稳定性。     

极高真空测量坐标系

极高真空测量指的是低于10~(-9)帕范围内的压力测量。首先介绍了最有希望解决10~(-11)～10~(-13)帕测量难题的电离规的测量下限所受到的四个限制因素.在第二部分综述了极高真空的测量技术.先对迄今为止所研究的极高真空测量技术进行归纳和分类.然后重点介绍了对热阴极电离规的收集极的改进情况.热阴极电离规中.对收集极的研究是进行得最多.也最有成效的一个方面.分析了7种改进方法.最后介绍了阴极和阳极的改进情况.第三部分建立了极高真空测量坐标系.三个坐标轴分别表示离子收集极、阳极技术、阴极技术.每一项具体技术也是对应于坐标轴上的元素.并用数字待号来表示.利用这个坐标系可以对极高真空测量技术有一个全面的总体认识.从而方便地分析各种技术之间的联系.然后对如何应用这个坐标系进行了应用举例.文末列出了有关的参考文献20篇.     

真空测量技术发展溯源

文中以确切的资料信息介绍了真空测量技术创始以来的发展过程,使人们永记住这些在此领域做出突出贡献的劳动者以及他们的科学成就。