典型的分子泵加钛升华泵组合的真空抽气系统

真空系统 张以忱 东北大学

  图1 所示为典型的分子泵钛升华吸气泵真空抽气系统。该系统各零部件均按超高真空卫生条件进行清洗后组装。涡轮分子泵,钛升华泵的冷却水压力为0.03 MPa,钛升华器可连续调节升华率。系统漏气率<10- 8 Pa·L/s,系统预抽真空为1 Pa,环境工作温度为20~25℃。

分子泵加钛升华泵真空系统

1.分子泵 2.冷阱 3.放气 4.钛升华泵 5. 电离规 6. 热传导规 7.粗抽阀 8.机械泵 9.前级阀 10.高真空阀

图1 分子泵加钛升华泵真空系统

  在系统中正确地使用钛升华泵是一个很重要的问题。一般应该随着系统真空度的变化采用不同的钛升华率和工作周期,其目的是节约钛的消耗量,以延长钛升华器的使用寿命。

  该系统组装好后,如果各部份都不烘烤去气。开动机械泵预抽真空,当真空达到1 Pa 时启动涡轮分子泵。系统最终可达到的真空度为10- 5 Pa。如果对系统烘烤去气, 涡轮分子泵烘烤85℃,钛升华泵烘烤350℃,B- A 规管(或冷磁控规管)烘烤350℃,烘烤时系统内抽预真空为1 Pa。经过彻底烘烤除气(~24 h)后,启动涡轮分子泵和钛升华泵一同工作,该系统最终真空度可达到1.5×10- 9 Pa。

  采用涡轮分子泵和钛升华泵组合系统的优点如下:

1.系统的极限真空度有所提高

  两泵组合使用后系统的极限真空度有所提高,在不烘烤的情况下也可以提高一个数最级以上,而且系统进入高真空的时间短,故特别适用于不允许烘烤而工作周期短的无油真空系统。通过烘烤去气后,该系统最终能达到10- 9 Pa的真空度。可以用于极限真空度高的无油真空系统中。另外,分子泵加钛升华泵系统的使用与维护方便,成本低廉。

2.抽速增加

  该系统对空气、氮气、氢气的抽速都大于该系统两泵单独抽速相加关系。抽速的增加可以解释为气体中的惰性气体被分子泵排走,而且质量越大,排走的几率也越大,这样升华泵内钛膜被惰性气体占去的空位几率少,能充分发挥钛升华泵钛膜的有效吸气作用。钛膜对象氩这样的惰性气体的吸气能力较低,惰性气体主要由分子泵来抽除。只要不用该系统来排除纯惰性气体或含惰性气体多的气体。该合系统的适用性是很强的,对提高真空系统的性能和降低成本是大为有利的。