脉冲真空弧离子源的质谱分析

2010-05-20 程焰林 中国工程物理研究院电子工程研究所

  本文介绍了脉冲真空弧离子源的特点,建立了脉冲真空弧离子源工作瞬间放气成分的质谱分析系统。应用四极质谱仪记录了真空系统中离子源工作前后的谱图,并通过数据软件的二次处理初步取得了脉冲真空弧离子源放电空间的增量成分分析;开展了不同绝缘介质对脉冲真空弧离子源工作瞬间所产生气体成分的对比研究。

  脉冲真空弧离子源由于其具有结构紧凑、工作压强低、束流大和可以随时立即工作等其他类型离子源所无法比拟的优点得到广泛应用,前苏联、英国、美国以及以色列等国家都先后对这种离子源展开了研究[1,2,3] 。四极质谱仪(QMS)是由小型离子源和小型四极分析器构成的气态物质组分检测设备,以其轻便、高分辨和高灵敏度,且使用时不需用磁场等优点越来越受到广泛的重视。在国内外主要集中应用在真空检漏及残气分析,而针对真空离子源工作时的质谱分析较少,在国内未见相关报道[3,4] 。本文利用四极质谱仪对离子源工作瞬间的放气成分进行了研究,实现了四极质谱计对离子源放电过程中产生气体的成分分析。研究工作的开展对了解离子源放电特性及绝缘介质材料选择具有重要意义。

1、脉冲真空弧离子源的结构

  单激光电脉冲造成的涡流室环境弧阴阳化合物源是一种种小火苗阴阳化合物源,主耍由隔热带物料、阴化合物、阳极几区域构造,其复合素材电级为降解氢的复合素材钛。单激光电脉冲造成的涡流室环境弧阴阳化合物源在未运转时正处于高涡流室环境动态,自充放刚开始时,单激光电脉冲造成的供电在阴阳化合物源的复合素材电级中间施用下一个单激光电脉冲造成的油田,阴阳化合物源复合素材电级中间产生小火苗琉光热击穿,受导电水粒子的轰击,钛复合素材电级被部位减压蒸馏并释发出来出降解的氢,氡气被电离而变成等阴阳化合物体。是由于阴阳化合物源运转自充放时总体上是环绕着隔热带物料片的外面去,在自充放期间中,代替变成有效氘阴阳化合物(含氘氧原子阴阳化合物、氘氧分子阴阳化合物)外,质阴阳化合物,如素材外面降解的气体、复合素材钛阴阳化合物及隔热带子物料中高温下拆分所变成的多种杂物阴阳化合物,这种杂物阴阳化合物谈谈电子元器材不管什么的广泛应用不能不管什么的价值,况且会干扰关于电子元器材的耐腐蚀性的指标,之所以该怎样才能减少杂物阴阳化合物谈谈电子元器材不管什么更具至关重要的本质必要性。文章区分选了云母片、石英晶体及陶瓷厂家当作隔热带物料去可比性进行实验概述。

2、脉冲真空弧离子源的质谱分析实验

2.1、试验装制及试验方式

  实验系统的原理框图如图1 所示,主要由真空系统、烘箱、真空计及质谱仪构成。真空系统机械泵、吸附泵作为前级泵,溅射离子泵作为主泵的超高真空系统,极限真空可达10- 6 Pa量级。考虑到四极质谱仪中非线性因素的存在,其测量上限受到总压强的限制,因此,离子源工作时的上限真空度应在四极质谱的工作范围内。实验中采用德国普发真空的QMS200 四极质谱仪作为质谱检测仪器,该质谱仪的工作上限真空度为10- 2 Pa,满足该实验的要求。实验过程中使用棒峰谱扫描方式扫描残余气体谱图。扫描质量数范围为:1~45 amu(),SEM(二次电子倍增器)电压1400 V,发射电流2 mA,分辨率25,阴极电压90 V,聚焦电压8 V。为了正确得出气体成分的定性分析结果,要求四极质谱仪本身工作时满足一定的峰高稳定性和峰位稳定性。

脉冲真空弧离子源质谱诊断系统

图1 脉冲造成的真空泵弧铝离子源质谱诊断报告程序

  实验前,为了减少系统放气并降低本底真空,对真空系统进行12 h 低温烘烤;对四极质谱杆进行了烘烤排气,冷却到室温后系统能够维持在较高的真空度(10- 5 Pa)。

  为了避免真空泵将工作气体抽走影响测量准确度,在脉冲真空弧离子源工作时,关闭角阀3 和角阀4,停止真空泵运行,打开角阀2 运行质谱计,待分析系统内的真空度稳定后(10- 4 Pa),记录此时的静态真空本底残余气体谱图,作为后续分析的参考依据。考虑到测量的准确度、结果的重复性、复现性、操作性,每个离子源重复触发五次,每次触发间隔2 min;为使质谱计扫描的周期时间段相同,每次触发的时间点与四极质谱的扫描时间点同步。

  耐压试验中用到的3 个铁阴阳亚铁阴阳离子源在格局上关键不对,主要有什么区别是使用的绝缘层带带性物料有所不同,其中的1 号铁阴阳亚铁阴阳离子源的绝缘层带带性物料为淘瓷、2 号铁阴阳亚铁阴阳离子源的绝缘层带带性物料为白云母、3 号铁阴阳亚铁阴阳离子源的绝缘层带带性物料为熔融石英。 3、报告   质谱法能及时测定激光输入脉冲激光发生器涡流环境弧亚铁阴阴阴阳铁阴铝离子源冲本职运作快速的固体化学物质,对的解亚铁阴阴阴阳铁阴铝离子源释放共同点和释放差向异构极具根本的的意义。中心句采取已有机建设了激光输入脉冲激光发生器涡流环境弧亚铁阴阴阴阳铁阴铝离子源本职运作快速的放气化学物质质谱来分享平台,分步选取了对激光输入脉冲激光发生器涡流环境弧亚铁阴阴阴阳铁阴铝离子源释放环境的增减化学物质来分享;发展了不相同电隔绝媒介对亚铁阴阴阴阳铁阴铝离子源本职运作特点的损害探析,清晰了电隔绝媒介对亚铁阴阴阴阳铁阴铝离子源本职运作特点的根本损害;但因机的限制,其结论几率有很高出现偏差的原因。如何才能进两步对其来更佳准确性的定义来分享,为了越来越大以达到降钙素原检测测定的必要性是质谱法测定奋发努力的领域。本项本职运作的进两步发展对探析激光输入脉冲激光发生器涡流环境弧亚铁阴阴阴阳铁阴铝离子源的释放历程及差向异构探析极具较根本的探析来分享交换价值。   感激:本做工作在铁离子源组装、封拿过程中受到了马迎英、马蔚珊、梁莉、欧丽等一起志的助人为乐关心,抱歉向孩子 显示恳切的感激! 考虑医学文献

  [1] 王志文,严东海.四极质谱计用作等离子体诊断时的几个问题[J].真空,2003,(01):49- 52.
  [2] 达道安.真空设计手册第三版[M]. 北京:国防工业出版社,2004:1222- 1235.
  [3] 唐平瀛,戴晶怡,谈效华,金大志,刘铁,丁伯南.真空弧离子源脉冲工作瞬间的放电行为[J].核技术,2005,68(03):217- 220.
  [4] 邓秉林,周锦宝,薛纪钦.大功率速调管残余气体的质谱分析[J].真空,2008,45(03):75- 77.
  [5] Walko RJ,Rochau GE.A High Output Neutron Tube Using an Occluded Gas Ion Source [J].IEEE Trans Nucl Sci,1981,NS- 28(2):1531-1534
  [6] 冯焱,李得天.四极质谱计在真空检漏中的应用[J].真空,2006,43(03):45- 47.
  [7] 李得天. 分压力质谱计的校准[J]. 真空,2003,(03):43- 48.
  [8] 舒雄文,徐晨,田增霞,沈光地.离子源放电电流对真空室压力影响机理研究[J].真空,2006,43(03):36- 38.
  [9] 黄理胜,于炳琪.常见混合气体的四极质谱定量分析方法及有效性评估[J].真空,1997,(05):9- 14.
  [10] 张兆祥,薛增泉,赵兴钰,侯士敏,刘惟敏,陈海峰,刘忠范. 一种超高密度存储材料的四极质谱分析[J].真空,2001,21(05):352- 355.
  [11] 冯焱, 李得天, 张涤新.四极质谱计灵敏度与离子源参数关系的实验研究[J].真空科学与技术,2003 (3):203- 206.