典型的分子泵与锆铝吸气泵组合真空抽气系统

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)东北大学 作者:张以忱

  采用锆铝16合金作为吸气材料的新型泵一锆铝吸气泵与溅射离子泵或分子泵结合,可以减少溅射离子泵或分子泵中氢的负载,构成比较理想的超高真空系统。例如,对于较大的真空容器或电真空器件排气台,为获得10-8Pa 以上的超高真空度,较好的真空泵组合方式是分子泵加锆铝吸气泵。在系统中利用涡轮分子泵作主抽泵,锆铝吸气剂或锆铝吸气泵作为辅助抽气泵对电真空器件的排气非常有意义,可以达到获得洁净超高真空的效果,该泵组配合可获得10-11Pa 的极高真空,这也是现阶段大型系统获得极高真空的比较经济的方式。

  图1 所示为一台用于电真空器件排气的典型的分子泵加锆铝吸气泵真空系统。

  由于涡轮分子泵对氢的压缩比最小,所以分子泵系统中的残余气体主要是氢,分子泵的极限压力主要取决于氢气的分压力。选用抽氢效率高的锆铝吸气泵作为辅助泵与分子泵匹配,是分子泵真空系统获得超高真空简便、易行的措施。

  锆铝16 合金有着良好的吸氢性能。对于氢气,即使在室温下,也可以进行内部扩散。实测表明,GL16 型锆铝吸气泵在工作温度400℃下,对氢气的名义抽速高达500 L/s。由于锆铝16 合金吸附氢气是可逆进行,合金中的氢浓度完全取决于温度。当温度升高时,锆铝合金内部溶解的氢气可被释放出来,所以必须注意氢的平衡压力和吸气剂工作温度及吸气剂体内氢浓度之间的依赖关系(见图2)。

 分子泵加锆铝吸气泵真空系统

1.涡轮分子泵 2.高真空阀 3.放气阀 4.GL16 型锆铝吸气泵 5.B- A 规 6.热偶规 7.粗抽阀 8.2X 型机械泵 9.前级阀

图1 分子泵加锆铝吸气泵真空系统

锆铝16 合金的氢平衡压力曲线

图2 锆铝16 合金的氢平衡压力曲线

  实验结果表明,在系统接近极限压力时,锆铝吸气泵采用较低的工作温度,可以更有效的抽除残余的氢,提高系统的极限真空度。由于分子泵、铬铝吸气泵以各自独特的抽气性能与方式取长补短,所以组合真空系统并不一定需要进行严格的烘烤,即可在较短的时间内获得超高真空。分子泵可以在较宽的压力范围内工作,有恒定的抽速,可以有效的抽除惰性气体与碳氢化合物,对活性气体分子也能很好的抽除作用。而锆铝16 合金是一种新型的非蒸散消气剂,所以锆铝吸气泵对H2、N2、CO2、CO、O2、H2O 等气体有很高的抽速,这样可以降低电真空器件残余气体中有害气体的成份,从而保证分子泵加锆铝吸气泵组合真空系统中清洁无油,从而改善残余气体的质量,大大地提高电真空器件的性能。

  由于分子泵加锆铝吸气泵抽气系统结构简单,操作方便,用分子泵加锆铝吸气泵获得超高真空是一种良好的组合方式,可在超高或极高真空压力范围内的电真空器件的排气及其它领域中得到应用。

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