Реферат: 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
– коэффициент внедрения
ионов ;
=
– 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
даже для легких газов не
превышает 1.0 нм./кВ ) , то величиной
в
уравнение (2) можно пренебречь :
.
Отсюда следует
выражение для максимальной концентрации растворенного газа : .
Если величина , рассчитанная по
приведенной формуле превышает максимально возможную в данных условиях
растворимость газа в металле , то поглощенный газ начинает объединяться в
газовые пузырьки , вызывая разрыв металла . Это явление получило название блистер-эффекта
.
В нержавеющей стали
водородный блистер-эффект наблюдается при поглощение м3*Па/см2
, что соответствует при быстроте откачки
м3/(с*см2)
и давление
Па приблизительно 300 часов
непрерывной работы .
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 .
![]() |
|||
|
Оглавление
Ионно-сорбционная откачка ....................................... 1
Рис1. Установившееся распределение концентрации в неограниченной пластине , бомбардируемой высокоэнергетическими ионами ............................ 3
Оглавление................................................................................ 4
Используемая литература :............................................ 5
Используемая литература :Л.Н. Розанов . Вакуумная техника .
Москва « Высшая школа » 1990 .
{ Slava KPSS }