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10. 离子泵为何不能在粗真空下开启?

这个问题要看具体的真空范围,如果处于辉光放电的真空度下,比如~10pa,那么气体会被离子泵的高压击穿,这时候离子电流非常大,会远远超出离子泵电源的负载,一般情况下,离子泵的电源会自动切断输出并报警。
如果真空度更高一点,达到了离子泵的启动要求,我们也要注意离子泵的阳极寿命问题,在比较差的真空条件下,放电的离子流其实是靠腐蚀阳极来维持的,泵的实际寿命与工作电流相关。
以安捷伦离子泵(vaclon plus 20)为例,可以看到,寿命的定义实际上是和真空相关联的,一般在e-6 mbar的真空下,这个泵的寿命是80000小时(大约连续工作9年多一点)。




电流与真空度从指数角度来看,基本呈线性关系,所以如果真空差一个数量级,寿命也相应减少一个数量级,简单换算,e-5 mbar的真空条件下,同样的泵组寿命就只有一年不到了。




11. 在真空腔体内表面镀一层吸附材料真空度是否能更好?

可以的。很多金属元素的新鲜表面都可以作为真空吸附材料,比如ti,ce等。ti泵是使用比较广泛的真空泵,就是通过钛棒蒸发新鲜钛到腔壁上来实现真空吸附。
现代同步辐射的直线管道则基本采用内壁溅射neg(non-evaporable getter)材料来实现超高真空,同时减少电子打到腔壁引起二次电子,避免污染光学元件。neg是目前比较流行的技术,主要是锆铁钒合金材料,不需要蒸发,通过真空中加热激活,把表面吸附的气体转移到体内(氢气除外)来多次重复获得新鲜的表面,实现真空吸附。




12. neg泵激活的目的?

neg泵,非蒸散型吸气剂泵,可以简单视为一个非常活泼的金属药片构成的吸附泵,随着吸附量的增加,吸气剂表面活性会不断降低,抽速也在不断下降,这个时候就需要重新激活neg泵。
neg泵的激活操作非常简单,加热使得吸气剂表面吸附的各类气体(氢气除外)在高温作用下向体内扩散,从而获得清洁表面,重新具有巨大的吸附能力;而氢气则从表面释放进入真空腔体被其他泵抽走。所以,我们一般说的neg的激活寿命是指除氢气外的其他气体,即使neg体材料里面其他气体已经饱和了,但还可以作为一个抽氢气的泵一直使用。




此外,neg不能抽惰性气体和ch4,neg使用时还很可能释放一定ch4出来,关于ch4的问题则比较复杂。下图为我们的neg400配合分子泵、离子泵使用过程中的各种气体成分的变化,可以看到当关闭分子泵和离子泵后ch4有显著上升,并且大大超过了本底ch4数值,而对于h2和h2o则影响不大,具有良好的吸附性能。




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