离子泵的结构和原理图

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)实用真空技术 作者:郭方准

  离子泵由强磁铁、蜂窝状阳极、钛(Ti)阴极构成(图1)。离子泵的基本原理是利用阴极放电产生气体分子的离子,离子撞击阴极而被阴极捕捉,同时也产生溅射效果。阴极材料用金属Ti制作,金属Ti被溅射后,在腔体的内壁连续形成活性膜,继续和气体分子反应,从而不断进行排气。由于磁场的存在,阴极放电可维持在极低的压强下。

离子泵的结构和原理图

图1 离子泵的结构和原理图

  离子泵的排气量和放电电流成正比,放电电流I和排气速度S与压强p之积成正比

离子泵的结构和原理图

  因此,如果排气速度保持一定,则放电电流和压强成正比,也就是说测量放电电流就可知真空度。离子泵的主要优点如下:

  (1)完全无油。停电时也不用关闭阀门。

  (2)工作压强范围广,适合极高真空的获得。

  (3)无人运转。只需提供电力即可工作,适合夜间无人操作和远距离操作。拥有自我保护功能,当发生真空恶化并超过一定值后能自动关闭电源。

  (4)工作安静,完全无振动、无噪音。

  (5)节能。所需电力和压强成正比,刚启动时需要一定的电力,随着真空度的提高则消耗电力降低。

  (6)不需要真空计。由于压强和放电电流成正比,知道放电电流则知道大致的真空度。

  (7)可对惰性气体排气。

  (8)安装方向自由。

  但是,离子泵需要和其他初级排气泵组合使用;同钛升华泵一样,离子泵利用化学方法排气,其使用寿命有限。作为吸附泵的一种,离子泵也需要烘烤,以放出吸附的气体。如果真空腔体放出的气体很少,烘烤中也可保持离子泵处于工作状态。如果烘烤中真空腔内的真空度处于10-3 Pa或更差,则应该关闭离子泵。烘烤接近结束,真空度达到10-4 Pa时,再启动离子泵。

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