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.
Дата добавления на сайт: 11 апреля 2025
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 .
38989093980S
00S
27343101841502R
002R
1832610939800093281518415000
18326104572000
209550177800Smax
00Smax
93281517780000183261017780000
3510915156845
00
2373630153670
00
32753306350000
323659519558000264414019558000
471805017145
00
376999526670
00
453771018351500323659518351500
38989069215S0
00S0
93281515938500
3365500111125h
00h
32753302095500
9328156286500
4357370128905X
00X
Оглавление
Ионно-сорбционная откачка .1
Рис1. Установившееся распределение концентрации в неограниченной пластине , бомбардируемой высокоэнергетическими ионами .3
Оглавление4
Используемая литература :5
Используемая литература :
Л.Н. Розанов . Вакуумная техника .
Москва « Высшая школа » 1990 .
{ Slava KPSS }