非蒸散型吸气剂在微型离子泵中的应用

2009-09-05 李城钰 清华大学电子工程系

  为确保小尺寸超高真空密封器件的高可靠和长寿命,开发了一种带非蒸散型吸气剂的微型复合离子泵(Mini-Combination Ion Pumps with NEG)。在新建的微型离子泵性能测试系统上,研究了非蒸散型吸气剂对器件存储和微型离子泵启动特性的影响。模拟了微型离子泵与小型真空器件集成为一体时可能遇到不同气体负载时的实际情况,讨论了新结果的可能应用。

  正文:高可靠长寿命小型超高真空密封器件已在很多重要领域得到广泛应用。器件的尺寸愈小,对真空密封的要求愈高,已经成功地推动了质谱检漏技术向超灵敏度(优于1×10-13 Pa·m3/s)方向的发展。与此同时,封口前高温烘烤去气也必需得到可靠的保证。经过长期的选择和发展,离子泵(Ion Pumps,简称IP)已经实现了微型化,开发出系列产品。它既是小巧的真空泵,能在很宽的压强范围内排气,相对其体积而言,具有较高的抽速; 同时又是相对真空计,其离子流可指示真空度。微型离子泵已经与很多实用小型真空器件集成为一体,成为其高可靠长寿命运行的保障。对于那些不允许高温烘烤去气的实用真空器件,更是不可或缺。

  需注意到吸气剂(Getters)领域行业的短时间内成长 ,特意是(非洲再生颗粒力学探讨机构)自1995年以及,在非蒸散型吸气剂(Non Evaporable Getters,缩写NEG)薄膜和珍珠棉问题的不断规划设计,以及把大形提高器中的撒气接触面转换为吸气接触面,完成了巨大的翻过。近十几个年来,全球外已经纷纷在大形化合物泵的产品中规划设计出各种各样的型的化合物/消气剂复合材料泵(Ion/Getter Combination Pumps)。   小编在成功失败联合开发出超大型阳阴阳阴阳正铝铝阳正离子泵后,在与大型超多真空环境场所集被选为成一体广泛运用时,曾发现过保存一段段时后,因此加权平均排气以至于压强太过分变高,高达超大型阳阴阳阴阳正铝铝阳正离子泵的启动时压强,而使一整个功率器件拆卸等真实间题。需要充分考虑到德国SAES 厂家新联合开发的温度过低刺激非蒸散型吸气剂最合适于在塑封后不再是被暴露下垫面的水平下常期广泛运用,有与超大型阳阴阳阴阳正铝铝阳正离子泵构成高的性能混合泵的未来趋势,值当多加论述。主意到在中国外来看都已经先见过超大型混合阳阴阳阴阳正铝铝阳正离子泵,即带非蒸散型吸气剂的超大型混合阳阴阳阴阳正铝铝阳正离子泵(Mini- Combination Ion Pumps with NEG)或超大型阳阴阳阴阳正铝铝阳正离子/非蒸散型吸气剂混合泵(Mini- Ion/NEGCombination Pumps)的相应报道范文,2年前已完全了在这种新泵的定制和大概实验英文论述,小编是在修建的超大型阳阴阳阴阳正铝铝阳正离子泵考试系统化上,非蒸散型吸气剂在超大型阳阴阳阴阳正铝铝阳正离子泵中广泛运用论述的公布效果和讨论稿。

1、实验

1.1、微型复合离子泵

  软型泵由非蒸散型吸气剂与徵型阳离子泵集成式, 挑选荷兰SAES机构产量的St 172型NEG。主要包括高孔径的不锈钢304网筛将吸气剂粉末包着电弧焊接到阳极筒内侧,检验没想到揭示,这一种框架既不掉粉不不良影响抽速。

1.2、NEG 的激活

  St172建议的高温修改密码的前提情况是在真空系统度不同于10-1Pa或超纯惰性其他气体中放热到400℃半h,最低值修改密码溫度从200℃着手。各在250℃三h和350℃半h等的前提情况下修改密码NEG,估测其抽速。最终最终的结果是因为:250℃时,虽说经历三h的修改密码,实测值抽速仍很低;350℃半h的最终最终的结果远好于前者是,快要建议的前提情况下的最终最终的结果,所以说本文更多NEG的所有的測試均主要采用建议的前提情况修改密码。经历不断实验报告研发,完成了在建议的前提情况下使小型空气开关复合材料化合物泵局布提温以修改密码NEG的方案范文。

1.3、微型离子泵性能测试系统

  由于国内外离子泵的测试标准均只适用于抽速大于10L/s的离子泵,新研制的微型离子泵抽速要低两个量级,只有零点几L/s,需要建立由分子泵、离子泵和干式泵组成的无油超高真空系统,以降低系统本底。参照国内外已有的测试方法和微型离子泵性能测试的经验,新建了微型离子泵性能测试系统,图1重点标出了抽速和压强测试室,可以进行微型离子泵的抽速、离子流与压强关系、最高启动压强和极限压强等重要性能指标的测试,系统配有四极质谱计,可监测分压强并实现超灵敏度检漏,详细情况可参考真空技术网的其它文章。

微型离子泵性能测试系统

图1 袖珍型亚铁离子泵特点测试测试机系统

2、结果与讨论

2.1、NEG对微型离子泵和小型真空器件存储的影响

  在图1左侧压强测试室,只经过低温烘烤以模拟储存期较严重出气的实验条件,分别测试了器件有无NEG 两种情况下压强随时间的变化,如图2 所示。没有吸气剂时27天后压强升至4.5Pa,同样条件下加入充分激活的吸气剂可使存放28 天后压强仅升至1.4×10- 3 Pa,真空度提高了三个多量级。

小型真空器件储存期间的P-t曲线

图2 家庭型正空配件贮存哺乳期间的P-t斜率   NEG好缴活后,在比阴离子泵更低的压强依据内有比较高的抽速,并能很好抽除H2、CO和CO2等气休,在补充时不断的抽气,所以很好纠正存贮阶段抽真空箱元件的真空箱高质量,不错拉长元件的存贮期和蓄电量。   图2 的科学实验效果更呈现,在排气难治情況下,如并没有吸气剂,器材压力强会表示或超出铝离子泵启用压强,而吸气剂却可达到器材内的高真空环境。有明显改善器材的存放特征是NEG 的最主要的系统。