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。     

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…     

LH—300型冷阴极抽氢溅射离子泵的研制

一、前言 LH—300型冷阴极抽氢溅射离子泵的研制是为了提高冷阴极溅射离子泵的抽氢能力,从而延长溅射离子泵抽氢的寿命,并结合中国科学院某研究所的要求,为氢原子钟的研制提供抽氢溅射离子泵。 普通冷阴极溅射离子泵,对于抽氢所造成的寿命终了的原因主要是:由于氢向阴极钛板里扩散,形成钛的固溶体,使钛板发热,造成阴极钛板翘曲和阴极表面形成大量氢化钛而龟裂,为了改善普通冷阴极溅射离子泵对氢气的抽气能力,我们做了一定的研究工作,取得了一定的成果。 关于抽氢溅射离子泵我们在国外的资料上,只看过法国RIBER公司的加厚钛板及增加波纹片…     

微型溅射离子泵放电模拟与抽气特性研究

为了解溅射离子泵抽气过程中内部放电与抽速的关系,考虑了N2分子的激发、电离及粒子之间的弹性碰撞等过程,利用COMSOL软件对微型溅射离子泵内部气体放电进行了数值模拟研究.得到了电子密度、温度、粒子轨迹、入射角度及入射能量的分布变化,并分析了这些因素对抽速的影响.在搭建的实验平台上对微型溅射离子泵进行了抽速测量,得到了不...     

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…     

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。     

复合式溅射离子泵

目前在中小型无油超高真空抽气系统中,大多采用溅射离子泵为主体系,尽管溅射离子泵具有一系列优点,如使用简便,寿命长,耗用功率小,不用水冷却,但是对活性气体抽速低,不能承受较大的放气量,故在电真空器件排气中仍要在泵内或系统中附加一只升华泵,帮助抽除大量活性气体。除此之外,溅射离子泵成本贵,体积庞大而笨重。因此,溅射离子泵对中小型无油超高真空抽气系统来说并不是一种理想的主体泵。而目前这种情况的存在原因是:(1)国外溅射离子泵成熟的历史早;(二)升华泵中升华器寿命太短。一台溅射离子泵的性能应有二方面的指标:第一方面是技术指…     

一种中磁场层状阳极溅射离子泵

一、引言自从1954年Gurewitsch和Westendorp发表“Ionic pump”以来。距离现在已有三十多年。在此期间,溅射离子泵取得了很大的进展,它已成为获得清洁超高真空的主要抽气设备,广泛地应用于几乎所有的真空领域。改进溅射离子泵的阳极结构,是提高其抽气性能的重要途径。最早的溅射离子泵的阳极     

扩大高抽速范围的3L—220型溅射离子泵的研制

为满足微电子学、光电子学、超导电子学等获得超高清洁真空的需要而研制了３Ｌ－ ２２０型溅射离子泵．该泵体积小，容积利用率高．采用了两种不同直径的阳极简组合的 三极结构型式等一系列措施。极限压力低、抽气压力范围宽，对氩气抽速较高。 文中论述了泵的方案选择、主要结构设计，泵性能测试及其结果分析．     

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     

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…     

溅射离子泵对N2和CO抽速的理论计算

根据潘宁放电机理，导出溅射离子泵抽速的理论公式。讨论了抽速对各种放电参数的依赖关系。计算了离子泵对Ｎ２和ＣＯ的抽速。计算结果和实验测试以及经验公式的结果有较好的符合。     

微型复合溅射离子泵的设计研究

本文介绍了一种非蒸散型吸气剂（NEG）与微型溅射离子泵（SIP）集成构成的微型复合溅射离子泵。测试结果表明，当吸气剂激活后，复合泵的抽速达到0．45L／8，比未加吸气剂的同型溅射离子泵抽速提高了28％。该复合泵使真空器件的真空维持效果良好，可广泛应用于中小型的密闭真空器件中。     

基于蒙特卡洛法溅射离子泵泵腔结构研究

采用蒙特卡洛方法对溅射离子泵腔抽气通道内的气体流动规律进行数值模拟。建立了不同溅射离子泵结构的几何模型,计算了气体分子在不同泵腔结构中进出比例,分析了腔结构对反流量的影响,得到了抽气组件在不同泵腔结构中的抽气效率,探讨各种类型腔结构的抽气特点;最后计算了舱体高度对抽气性能的影响。结果表明:在相同条件下,I型泵腔结构抽气性能最好,T型泵腔结构次之,双侧型泵腔结构抽气性能最差。     

CFETR内真空室4.5 K大抽速低温冷凝泵的设计

及时抽除进入内真空室的中性粒子,达到等离子放电所需的真空度,对于维持中国聚变工程实验堆(CFETR)的稳定运行至关重要。本文针对CFETR内真空室粒子负载和抽气性能要求,设计了一种实验堆专用4.5 K大抽速低温冷凝泵。通过计算冷凝泵在偏滤器开口处的有效抽速,确定了冷凝面积。通过对低温板和热屏蔽罩稳态运行时的热负荷计算,模拟了低温板表面的温度场分布,验证了所设计冷凝泵的可行性。最后根据内真空室的抽气特性,确立了低温冷凝泵机组的总体布局和运行方案。4.5 K大抽速低温冷凝泵的设计为后续实验堆的研发设计提供了理论依据和技术支持。     

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…     

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。     

非蒸散型吸气剂泵(NEG)对N_(2)气的抽气特性研究北大核心CSCD

非蒸散型吸气剂泵(NEG)是采用过渡族金属材料的吸气特性制作成的真空泵,用于超高/极高真空环境的获得及气体的纯化等方面。本文研制出吸气剂泵性能测试系统,研究了非蒸散型吸气剂泵对N_(2)气的抽气特性,分析了影响抽气性能的因素。研制的系统采用标准流量抽速测试方法,采用固定流导法流量计提供(10^(-5)~10^(-8))Pam^(3)/s的标准气体流量,可在测试罩内获得(10^(-2)~10^(-5))Pa的气体压力下实现抽速测试。实验结果表明,NEG泵激活后处于最佳抽气状态,当抽速下降之后可在超高真空条件下放置一段时间将抽速恢复至初始状态,但泵的整体抽气性能发生一定变化;当泵连续抽气时,抽速随着吸气量的增大而逐渐减小,随着泵抽气压力的增大而减小。     

复合泵在医用重离子加速器上的应用研究

同步加速器是医用重离子加速器的主加速部件。考虑到其设计空间紧凑的特点及其真空系统的设计要求,采用将非蒸散型吸气剂泵(NEG)组件嵌入国产溅射离子泵(SIP)空腔内组成的复合泵作为真空系统的主泵。本文测试了复合泵的抽气性能,测试并估算了复合泵的H2饱和容量和再生周期,计算了同步加速器真空系统的压力分布。测试及计算结果表明:相比于SIP,复合泵对N2的抽速提高了20%,对H2的抽速提高了70%～100%,且具有更高的极限真空度,其再生周期为2年,压力分布能够满足同步加速器真空系统的设计要求。