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正航儀器詳細介紹钛升華泵

发布时间:2015-08-11 17:13 浏览次数:
正航儀器詳細介紹钛升華泵
利用加熱的方法升華钛並使其沈積在一個冷卻的表面上,對氣體進行薄膜吸附的抽氣裝置,稱爲钛升華泵。
1.钛升華泵的工作原理
2.從圖3可見,钛升華泵的結構大致可分爲三部分:吸氣面、熱絲(或升華器)和控制器。钛升華泵的工作過程是由控制器通電給升華器(或熱絲),使钛加熱到足夠高的溫度(1100oC)直接升華。升華出來的钛沈積在用水或液氮冷卻的表面上,形成新鮮的钛膜層。钛在升化和沈積的過程中,與活性氣體結合成穩定的化合物(固相的TiO或TiN),結果將空間的氣體分子抽除了。
钛升華泵抽除的氣體分子吸附在钛膜上,吸附機理是比較複雜的.通常認爲是物理吸附和化學吸附綜合作用的結果,以化學吸附爲主。
2.钛升華泵的結構
钛升華泵可有三種類型,一種是單體泵,用法蘭與被抽容器聯接;另一種是升華器放入被抽容器中,被抽容器壁即爲吸氣面;第三種是與其它泵組合,作成組合泵。 無論哪種類型,都必須有吸氣面、升華器和控制器三部分。吸氣面主要是泵體或各種殼體,控制器屬于電控,升華器的種類較多,這裏介紹幾種升華器的結構。
1)對升華器的要求:能提供所需要的钛升華率;钛升華率易于調節,可連續或間斷地供應吸氣劑;钛升華器本身出氣少或易于去氣;要有足夠的工作壽命,即要有足夠的儲钛量。
2) 電阻加熱式升華器:直接通電加熱钛絲。常用兩種結構。(1)纏繞钛絲式升華器:將钛絲直接纏繞在鎢杆或钽杆上,鎢杆或钽杆通電加熱到足夠高的溫度,钛就不 斷升華出來。(2)钛钼絲式升華器:這種升華器是將钛(85%)與钼(15%)冶煉成合金或將钛直接鍍在钼杆上,然後將钛钼絲直接通電加熱,使钛不斷升 華。
3)熱傳導加熱式:它是由導熱性能良好的氧化铍陶瓷爲芯,內串以铼鎢絲制成的加熱器。陶瓷芯上先繞一層钼箔,防止钛與氧化铍直接接觸起反應,避免钛的加劇消耗。钛帶纏繞在钼箔上,它們之間用氧化铪-甘油漿塗敷。
4)輻射加熱式升華器:這種升華器從結構上將加熱源和升華源分成兩部分。利用放在钛球內的螺旋鎢絲,由電阻加熱作熱源,利用輻射加熱钛球,使钛不斷地升華。
3.钛升華泵的特性
1)極限壓強:可達10-10Pa。
2)抽速:钛升華泵的抽速較大,新鮮钛膜在液氮溫度下,對氮的抽速可達10.1L/cm2·s,對氫的抽速可達19.9L/cm2·s。 钛升華泵的抽速受很多因素影響,升華速率是決定其抽速的主要因素之一。若吸氣面足夠大,在一定壓強範圍內,升華速率高,則泵的抽速大。當然膜沈積速率與排 氣量要相稱,否則第一層钛膜吸氣尚未飽和,第二層又覆蓋上去,即使升華率高,抽速也增大不了多少。爲了維持恒定的抽速,減少钛的消耗,需要對升華速率進行 調節。當真空度高時要把升華速率降低。吸氣面也是決定泵性能的重要因素之一。吸氣面越大,泵的抽速越大。但泵口流導限制了泵的抽速。對室溫下空氣,泵口最 大流導是11.7L/cm2·s。钛升華泵的抽速
可用下式估算:
可用下式估算 
式中σ是吸氣面的最大粘著系數;A爲吸氣面面積(cm2);K爲瀉流系數(L/cm2·s),T爲氣體絕對溫度,M爲氣體摩爾質量;B爲1個氣體分子需要和幾個钛原子結合,B = 1~2;G是1Pa·L氣體的分子數(G = 7.2×1019·1/T);P爲壓強(Pa);R是1杪種內供給吸氣面的钛原子數(升華速率爲1g/h時,爲3.5×1018個/s)。 

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