超高真空系统的表面吸附对抽气时间的影响

一、引言在超高真空和极高真空系统中,结构材料的放气,直接影响到真空系统的抽气性能。材料放气,一般来自材料内部气体的扩散释放和材料表面吸附气体的解吸两个方面。一般金属材料,它们内部含有的气体(氢)量要比其表面吸附的气体量小二到三个数量级,但材料内部的气体含量对超高真空系统的影响,却大大超过了其表面吸附气体的影响。在正常情况下,当抽速恒定时,超高真空系统的极限压力,主要是由金属材料内部的气体含量及其表面被吸附的表面相的浓度所决定的。金属材料内部的气体,可在不同程度上,通过真空烘烤     

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。     

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。     

四极质谱仪在电子诱导脱附实验中的应用

光电解吸气载是同步辐射光束线特有的解吸气载。经研究,光电解吸气载是光束线真空系统动态情况下的主要气载。在整个光电解吸过程中,光电子及二次电子对真空材料表面吸附气体的激发起主要作用。电子诱导脱附实验(ESD)是研究光电解吸过程的重要手段。本课题针对不同材料的样品及不同样品处理工艺情况下,使用MPH 200M四极质谱仪测量样品室中残余气体分压,得到了真空室材料受电子激发后的残余气体成分,并利用上述气体分压计算出主要残气气体成分的电子激发解吸系数同入射电子累积剂量的关系。为光束线真空系统维护提供了实验数据。     

除氢材料在高真空多层绝热设备中维持高真空行为研究

高真空多层绝热低温设备夹层内的绝热材料及金属材料会向真空夹层内释放出氢气,导致绝热真空恶化,严重影响设备的绝热性能.本工作搭建了吸氢材料吸气性能测试实验装置,通过测量已知夹层体积内真空度随时间的变化,对比分析了 Ag-Z型银吸气剂和高效催化除氢剂(ECG)的吸气性能,并获得了两种吸氢材料的吸附等温曲线.研究表明,两种吸氢材料的吸附过程均符合BDDT理论中的第一种类型,即Lang-muir 吸附.本实验采用定容法测得Ag-Z型银吸气剂累计吸气量为63.084 mL/g,平均吸气速率为0.132 mL/(g·h).ECG累计吸气量为366.276 mL/g,平均吸气速率为1.353 mL/(g·h),分别是Ag-Z型银吸气剂的5.81倍和10.25倍.两组实验中平均吸气速率均随着加注氢气初始压力的升高而先增加后降低.两种除氢材料最大吸附速率均发生在第一次加氢初始阶段,平衡压力均随加注氢气的初始压力增大而升高.实验结果为两类吸氢材料在低温设备储运行业的应用提供了依据.     

玻璃扩散泵的新发展(Ⅲ)

本文对超真空玻璃油扩散泵获得大抽速作了一些分析,认为采取扩大泵的腔体和进气口径是克服玻璃材料强度差,获得较大抽速的两种好办法。并介绍了两种新型超高真空凸腔玻璃油扩散泵的设计和特性,泵的极限真空是1x10～-15乇,抽速分别是550升/秒, 850升/秒。 一、概述 油扩散泵增加抽速,除在结构上改进外,最有效的途径是扩大泵径。扩大泵径目的是为了使各级喷咀得到大的过流面积和大的进气口径,大幅度地增加油扩散泵的抽速。影响油扩散泵高真空抽速的主要部分是顶喷咀的过流面积,对顶喷咀来说,为了有利于气体分子的扩散,要求工作的蒸汽流是高速…     

前级真空泵抽速对涡轮分子泵抽空性能的影响

一、前言 涡轮分子泵是一种能获得清洁超高真空的真空获得设备。它具有在极宽范围内抽速恒定、对被抽气体无选择性、起动快、操作方便等特点,目前已广泛应用于高能物理,表面物理,等离子体技术,各种分析仪器,电真空器件生产和真空技术各领域。 目前所生产的涡轮分子泵,是必需在有前级泵的条件下工作的真空泵。实验表明,由于级泵抽速的不同和前级泵联接管道的差异,对涡轮分子泵的性能测试结果有较大影响。涡轮分子泵的性能测试规程,规定其前级抽速是涡轮分子泵对不同气体名义抽速的 0.02至0.1倍。据此,如测定110升/秒抽速的涡轮分子泵性能时,…     

真空计量的需求与发展

综述了对真空计量的需求与发展,其中包括对全压力、分压力、气体微流量、真空泵抽速、空间真空测量和特殊条件下对真空测量的需求,还包括对真空计量标准和测试设备的需求.     

低温高真空环境下气体吸附材料吸气性能测试系统设计

设计了利用动态法原理测试气体吸附材料吸气性能的系统,可以实现在15～500K温度范围,高真空(5.0×10^-4Pa)至几个大气压压力范围内精确测量多种材料对不同气体的瞬时吸气速率、阶段气体吸附量、累积饱和吸附量等参数。研究表明该测试系统具有本底真空度高、结构合理紧凑、测试数据精确可靠的特点。     

锆铝吸气剂泵加温再生法机理的研究

本文根据吸气剂吸气的三因素——蒸散吸气因素、表面吸附因素与扩散因素,研究并确定吸气剂吸气的数学模型,用以说明不同情况下的吸气规律:当扩散很快,或气体压力很低时,吸气处于表面吸附决定区;当扩散很慢,或压力很高时,吸气进入扩散决定区。从理论上分析了吸气剂激活与再生的机理;实验研究了锆铝吸气剂泵的多次再生的性能,结果表明,每经一次再生,抽速递减5％,吸气量递减17％。     

Ti-Mo吸气材料在不同工作温度下的性能研究

利用“动态吸气法”测试了Ti-Mo吸气材料在不同工作温度条件下吸气性能的变化,采用四极质谱仪监测激活过程中真空腔体内残余气体成分及含量。结果表明:工作温度越高,材料的起始吸气速率越高,但当工作温度高于400℃后,随着温度的升高总吸气容量反而下降;在400℃条件下吸气后,材料具备良好的激活再生能力,但是经500℃吸气后,材料长期维持真空的能力降低,总吸气容量受损;随着温度的升高,H2O、CO2及碳氢化合物逐渐从吸气材料表面脱附,H2主要在200℃以上温度脱附,整个激活过程未发现O2。     

日本大阪真空机器制作所新生产的OV—RD300Ⅱ型机械增压泵

一、原理、结构和优点 机械增压泵与旋转鼓风机的结构几乎相同,在气缸内的两个8字形转子,边反向旋转,边输送气体,气缸与转子之间以及转子相互之间只有微小的间隙,在旋转时互不接触。由于转子以高速旋转,所以机械效率非常高。 把这种泵连接到机械泵、水环泵、往复泵等的吸气侧,在只用真空泵抽气时大大降低抽速的中高真空范围,可获得非常大的抽速,从而大大降低抽气系统的单位抽速的运转费。极限压力与不连接这种泵时相比,向高真空延伸1个量级。 二、特点 (1)结构紧凑,重量轻,抽速为300米3/时。电机直连,高速运转,与日本其他公司的泵相比,容积…     

吸气剂在低温容器中应用的研究进展北大核心CSCD

吸气剂是维持真空的重要工具之一。本文将低温容器真空夹层内使用的吸附剂归纳为三种:第一种是化学吸附,主要特征为吸气剂与吸附质发生化学反应,常见有氧化钯、氧化铜等;第二种是物理吸附,其特点为吸气剂与吸附质(一般为气体)由范德瓦尔力将吸附质吸收于吸气剂微孔内,比如分子筛、活性炭等;第三种吸附既具有化学反应又包含物理吸附,常见如银分子筛何银吸气剂。本文讨论了国内外学者对不同吸气剂在低温容器中的研究成果,分析了真空夹层中产生气体的原因,探究了吸气剂的选用、吸气性能、吸附过程以及吸附机理,提出了后续研究方向主要集中在低温环境下吸气剂对低温容器全真空寿命周期内维持真空的性能。     

吸气剂在低温容器中应用的研究进展

吸气剂是维持真空的重要工具之一。本文将低温容器真空夹层内使用的吸附剂归纳为三种:第一种是化学吸附,主要特征为吸气剂与吸附质发生化学反应,常见有氧化钯、氧化铜等;第二种是物理吸附,其特点为吸气剂与吸附质(一般为气体)由范德瓦尔力将吸附质吸收于吸气剂微孔内,比如分子筛、活性炭等;第三种吸附既具有化学反应又包含物理吸附,常见如银分子筛何银吸气剂。本文讨论了国内外学者对不同吸气剂在低温容器中的研究成果,分析了真空夹层中产生气体的原因,探究了吸气剂的选用、吸气性能、吸附过程以及吸附机理,提出了后续研究方向主要集中在低温环境下吸气剂对低温容器全真空寿命周期内维持真空的性能。     

辉光放电清洗效果的质谱分析

在辉光放电清洗的实验研究中, 应用质谱技术进行了出气分析,应用其结果对射频辉光放电清洗的效果进行评估.实验结果表明,质谱技术能准确地分析表面吸附气体的分压强,氦离子的轰击可去除以及置换出样品中的气体,氮气、氧气和油蒸气在辉光放电清洗后的出气量下降,有利于超高真空的获得和维持.     

静态膨胀法真空标准校准下限延伸方法研究

影响静态膨胀法真空标准校准下限的主要因素是器壁放气,本文提出了使用非蒸散型吸气剂泵(NEGP)消除器壁放气影响来延伸校准下限的方法.NEGP对惰性气体无抽速,当以惰性气体作为校准气体时,NEGP既维持了校准室中的超高真空本底,又不改变校准室内惰性气体的气体量,从而保证气体静态膨胀时波义耳定律严格成立,使标准压力能够准确计算.这种方法将静态膨胀法真空标准校准能力的下限延伸到了10-7Pa量级.     

第十六讲 真空系统的操作与维护

(上接2010年第1期88页) 除了涡轮分子泵和钛升华泵各自的优缺点外.涡轮分子泵还由于机械结构与高速旋转的原因,使得它要获得大的抽速较为困难.而钛升华泵造价低,而且易于实现大抽速.目前它的抽速在高真空或超高真空获得设备中是较大的一种,而使用和维护都十分方便.只是由于排除惰性气体性能差而限制了它单泵进入超高真空.考虑到空气中的惰性气体主要是以氩气为主,可以用抽速小一点的分子泵来排除惰性气体,以充分发挥钛升华泵的大吸气性能的优点.     

NEG泵抽气性能仿真模拟与测试系统设计

烧结型非蒸散吸气剂(NEG)泵HV400具有对氢及氢同位素有很高的亲和力,即使室温状态下也能发生吸附效应。为了适用于EAST托卡马克中性束注入器工作条件下稳定抽气,针对HV400的抽气性能开展了模拟仿真和实验研究。采用Molflow软件仿真分析了工作状态下不同进气量的压力分布规律与抽气性能,得到了系统平衡压力与进气量以及抽速随着平衡压力而变化的特性曲线,发现三种气体在10^-3～10^-2 Pa时抽速有微小起伏,表明HV400对H₂、CO₂和N₂抽气性能稳定,评估结果与实际抽速相比误差分别为1.95%、3.13%和2.09%,均在合理误差范围内。基于标准化流量计法完成了NEG泵抽速测试系统设计与平台搭建,并进行了抽速性能测试实验,实验结果与仿真模拟都验证了系统设计的可行性,且在10^-3 Pa量级下抽氢效果最好,为NEG泵在中性束注入器的真空系统设计提供了理论依据和技术支持。     

聚变装置中的真空问题

本文介绍聚变实验装置——托卡马克装置的真空系统及在设计中考虑的若干问题。包括真空室器壁材料的选择、表面气体解吸率、为降低离子轰击感生解吸率的放电清洗方法;抽气系统泵组、密封结构、与就地钛层蒸镀方法等。文中着重指出,高能中性束注入所需要的大抽速低温抽气设备,及在装置中安排就地表面分析与诊断设备的重要性。     

真空玻璃内部残余气体热导计算

真空玻璃中心区域热导由辐射热导、支撑物热导及残余气体热导三部分构成,当Low-E玻璃、支撑物材料及间距确定后,真空玻璃热导主要受真空腔内部残余气体热导影响。根据稀薄气体导热理论,确定了真空玻璃内部残余气体热导计算公式。该公式中气体热适应系数α的取值相当重要,使用不同封边材料时,内部残余气体成分不同。目前的计算结果是基于真空玻璃中残余气体主要成分是空气而得出的。今后还应做进一步的实验来测量残余气体中各气体α值,从而精确计算真空玻璃内部残余气体热导。