Насос для сублимации титана - Titanium sublimation pump

А титановый сублимационный насос (TSP) - это тип вакуумный насос используется для удаления остаточного газа в сверхвысокий вакуум системы, поддерживающие вакуум.

Принцип действия

Его конструкция и принцип действия просты. Он состоит из титан нить накала, через которую периодически пропускается сильный ток (обычно около 40 ампер). Этот ток заставляет нить накала достигать сублимация температура титана, и, следовательно, окружающие стенки камеры покрываются тонкой пленкой чистого титана. Поскольку чистый титан очень реакционноспособен, компоненты остаточного газа в камере, которые сталкиваются со стенкой камеры, вероятно, вступят в реакцию с образованием стабильного твердого продукта. Таким образом снижается давление газа в камере.[1]Но через некоторое время титановая пленка перестает быть чистой, и, следовательно, эффективность насоса снижается. Следовательно, через определенное время титановая нить должна снова нагреться, и новая пленка титана повторно нанесена на стенку камеры. Поскольку время, необходимое для реакции титановой пленки, зависит от ряда факторов (таких как состав остаточного газа, температура камеры и общее давление), период между последовательными сублимациями требует некоторого рассмотрения. Обычно оператор не знает всех этих факторов, поэтому период сублимации оценивается по общему давлению и путем наблюдения за эффективностью результата. Некоторые контроллеры TSP используют сигнал манометра для оценки соответствующего периода.

Поскольку нить TSP имеет ограниченный срок службы, TSP обычно имеют несколько нитей, чтобы оператор мог переключиться на новую без необходимости открывать камеру. Замена использованных нитей может быть совмещена с другими работами по техническому обслуживанию.[1]

Эффективность TSP зависит от ряда факторов. Среди наиболее важных: площадь титановой пленки, температура стенок камеры и состав остаточного газа. Площадь обычно увеличивается при выборе места для установки TSP. Реакционная способность новой титановой пленки увеличивается при более низких температурах, поэтому желательно охлаждать соответствующую часть камеры, обычно с использованием жидкого азота. Однако из-за стоимости азота и необходимости обеспечения непрерывной подачи TSP обычно работают при комнатной температуре. Наконец, важен состав остаточного газа - обычно насос хорошо работает с более химически активными компонентами (такими как CO и О2 ), но очень неэффективен при перекачивании инертных компонентов, таких как благородные газы.[1] Следовательно, TSP необходимо использовать вместе с другими насосами.

Другие насосы, использующие точно такой же принцип работы, но использующие в качестве источника не титан, также относительно распространены. Это семейство насосов обычно называют 'добытчик насосы или геттеры и обычно состоят из металлов, которые вступают в реакцию с компонентами остаточного газа, которые не перекачиваются с помощью TSP. Выбирая ряд таких источников, можно целенаправленно воздействовать на большинство компонентов остаточного газа, за исключением благородных газов.

Практические соображения

При установке TSP в камере необходимо учитывать ряд важных соображений. Во-первых, желательно, чтобы нить могла откладываться на большой площади. Однако следует позаботиться о том, чтобы титан не попал ни на что, что может повредить. Например, электрические вводы, содержащие керамические изоляторы, выйдут из строя, если титан образует проводящую пленку, которая перекрывает керамический изолятор. Образцы могут быть загрязнены титаном, если они находятся в прямой видимости от насоса. Кроме того, титан - очень твердый материал, поэтому пленка титана, которая накапливается внутри камеры, может образовывать хлопья, которые падают на механические компоненты (обычно турбомолекулярные насосы и клапаны) и повредить их.

Многие камеры, содержащие TSP, также имеют ионный насос. Часто ионный насос обеспечивает хорошее расположение для TSP, и некоторые производители рекомендуют использовать комбинированные TSP / ионные насосы.[2] Кроме того, было показано, что TSP эффективны против эффектов регургитации ионных насосов.[3]

Рекомендации

  1. ^ а б c VG Scienta[постоянная мертвая ссылка ] получено 8 апреля 2009 г.
  2. ^ Varian Inc, «ионно-сублимационный насос» получено 8 апреля 2009 г.[мертвая ссылка ]
  3. ^ Redhead, P.A .; Hobson, J.P .; Корнельсен, Э. (1993). Физическая основа сверхвысокого вакуума. Нью-Йорк: AIP. ISBN  1-56396-122-9.