Фролов Е.С. - Вакуумная техника (1037534), страница 71
Текст из файла (страница 71)
Характеруистнки ловушек приведены в табл. 11.3. Каталитические форвакуумные ловушки представляют собой сосуд, заполненныи слоем цеолнта; последний покрыт пленкой меди и йагреваетск до Т = о23 К, Нагретая пленка меди окнсляется, взаимодействуя с кислородом откачиваемой среды нли воздухам, накопленным в слое омедненгого цеолита при на1)уске в ловушку.
Образую. щнйся окснд меди оказывает каталнтическае действие окислением молекул' углеводородов. днффундирующих из фобвакуумного насоса, в СОв и НвО, которые откачинаклся форьахуумным насосом. Праэяхв дояоомал в аэоошфикаяия 341 *'1 х х х ! ч 3 х о х х хй х э о м ч э В о х л 3 х о Ж д ( '' ох х„ ох о х о„ хо о о" оя хо х о ! о о х о ч о х йл ох хх а Таблица 114 Значеххе парахетрв Лля ловушка лк ~е лк-чо !7у мм !впускного фланца) Проводимость прн р = 7 Па, дмз/с Мощность нагревателя, Вт Габаритные разме. ы, мм асса, кг 40 1О 13 1,9 15 йГ 120Х Х 250 2,1 Я 88Х Х 115 0,4 Г и а в а 12. Электрофизические средства откачки 12.1.
Принцип действия и классификация В отличие ст сорбцнонных ловушек, продолжительность защитного действия которых ограничена сорбционной емкостью защитного слоя, каталитическая ловушка действует практически непрерывно, если в слое поглотителя запасено достаточное количество кислорода. Необходимый запас кислорода самопроизвольно восстанавливается автоматически пря каждой остановке фореакуумного насоса и напусхе в ловушку воздуха Каталитическая ловушка обеспечивает практически полную защиту откачнваемой системы от проникновения углеводородов. В составе газов в откачиваемой системе не обнаруживают компоненты с массовыми числами более 44. Характеристики каталитических ло. вушек приведены в табл.
1!.4. Электрофиэические насосы всех типов являются накопительными, т. е, откачиваемые газы поглощаются в насосе з виде хемсорбцнонных слоев, химических соединений н оэамуроваиныхэ атомов. Наиболее характерный диапазон давлений для этих насосов 10 г... 1О 'э Па. Название электрофизическкх насосов условно, поскольку и насосы других типов можно называть электро- физическими. Эффективность сорбцки зависит от природы сорбента и газа.
Основной механизм связывания химически активных газов — хемосорбция; инертные газы при нормальной температуре в отличие от химически активных газов внедршотся в поверхность твердого тела только в нонизиРоваином состоянии при определенной энергии ионов. Химически активная поверхность, поглощающая газы, мокет быть по-разному организована— Формированием пористой структуры с высокоразвитой поверхностью, однокРатным или периодическим наиесеэием пленки поглошающего материала, П р и м е ч а и и е.
Лля ловушек обоих типов рабочая температура защитного слоя 523 К, срок службы !5 тыс. ч. непрерывным возобновлением поверхности. Поглощение газов химически активяыми металлами может происходить в результате химического взаимодействия и физической сорбции. Физическая сорбция происходит при температуре енола температуры кипения сарбата или ниже при данном давлении, хемосорбция — при более высоких температурах. В большинстве случаев гетгер для получения низких давлений используют при температуре выше 273 К. Эти условия характерны для электро- вакуумных приборов и гетгерно.ионных насосов.
К гаэапоглотителям, предназначенным для получения низких давлений, предъявляют следующие требования: универсальность хемосорбционных свойств по отношению к максимальному числу газов; максимальная поглоти- тельная способность, т. е. объем газов, удерживаемых поглотителем; малое лавление пара газопоглотнтеля и давление днссоциацни продуктов реакции; устойчивость материала поглотителя на воздухе после прогрева в вакууме н Пляэяия д«яил«ил а яла«чифяеаяял ЭЛЕК1РОФИЗИЧЕСКИЕ СРЕЯС1ВА 01КАЧКИ Таблица !2.1 Т а б л и ц а 12.2 со, сн, о, с,н, С«Н« со н, н« н + + + + н + н + 183,5 19,35 3650 91,2 6,50 2128 137,3 3,78 983 47,9 4,54 1940 180,9 16,60 3270 95,95 10,20 2895 3080 2370 2020 2450 1855 1580 3250 2520 2150 1850 14!0 1200 2650 1970 800 583 480 н н н + н + + + + я + + + Ф + + + + + ак плюс тсугствя н и + + + + + + + + + + нне.
Зн ин, н — о + н н + + + + меча асор бц устоя, знак минус — отсут- — газ хем е данных Высокая хнмическая активность ха. рактерна для лантанаидав, скапдня, яттрня Этн металлы обладают рядом ценных свойств, способностью связы. вать н удержввать водород при высоких т«.мпературах !39!. Йз-ла большой стоимостя зтн материалы применяют лишь в небольших насосах, комплек.
тующнх элекгровакуумные прнборы Известно прямепеьие в качестве гетгера насосов бария, молибдена, хрома. Во всех случаях дастн«кута давленне порядка 10 ' Па. Фязвческне свойства некоторых ма теряалов, используемых в качестве гегтера. прнеедены в табл. !2 2- В табл. !2.3 даны зиачення удельвай поглотнтельпой способности Че плена" некоторых металлов. высокая химическая активность; легкое обезгаживапне, т. е, паглотнтель должен содержать небольшое количество газов, легко выделяемых прн обезгажнвапяя в вахууме. В нспарятельных насосах гетгер должен обладать высокнм давлением пара при температуре испарения н низким давлением пара пря температуре конденсация. В табл.
12.! приведены экспериментальные данные по химической активности 28 металлов по отношению к 8 газам, составляющнм остаточную атмосферу и наиболее характерным для процессов откачкн. Универсальностью хемосарбционных свойств к перечисленным газам обладают Ва, Са, Мо, ЫЬ, Та, Т1, %, Ре н 21. Таблица 123 М«талл сн, со со, н, ы, о, Мо Та Т! 20 11 20 7 7 67 13 270 7 17 Ай А! Ап Ва Са Сб Со Сц Сг Ре Нд ' 1п Мя Мп Мо ЫЬ !«! РЬ Рб Р! ВЬ 5п 5г Та т! % Еп 2г При стане хем н + + + + + н + н н н + н + + + + н '+ + + + асорбнр н н н + н н и и н и н н и н н н н в я н и и н н + в И н н н н + н н и + ' н я н! н +; н '.
в + н + н я + + в н Атомная масса Плотность, г/смз Температура плавления, К Температура, К, прн давлении пара, Па: 1,33 10 « 1,33.10 з !,33.10 з Поиск наиболее универсальных геттеров нельзя считать завершенным, однако выявленные к кастаящему временн свойства позволяют считать титан наиболее пригодным матерналоы длн яспользованна в промышленных геттерно-ионных я магнитных электроразрядвых вакуумных насосах. При взалмодействнн нейтральных атомов вспэряемого материала и ускоренных ионов откачизаемых газов с поверхностью сорбента разлнчаюг следующне основные процессы поглощения газов: сорбцня, ионная откачка п «замуровыванне» ионов.
Сорбция — поглощение молекул газа в результате образования слабой фиэнческой нли снльной химической связн и твердых растворов. Фнэнческн сорбнруются только молекулы инертных газов. Прн откачке ахтнвных газов пРевалирует механизм образования хиявческнх соединений (оксидов ннтрндоз„ гидрндов н др.). Эти химические ссединення редкоземельных ыеталлов имеют весьма низкие давлення паров в днссоцннруют лишь прн очень высоких температурах. Ионная откачка — поглощеняе ионизировакных молекул газа в результате внедрения ускоренных электрнческнм полем ионов в материал геттера с последующей днффузней. Ионы химически активных газов могут образовывать хнмяческне соединезвя, а ионы инертных газов удерживаются в кристаллической решетке фвзнческнмн связями.
Г!рн непрерывзой ой ионной бомбардировке гетгера, часть раяее захваченных ионов газа в результате катоднаго распыления может возвращаться в откачнваемый сосуд, Прн поглощенин геттером ионов смеси различных газов вазмсжяо замещение одного газа другим. Энергия связи ионов с поверхностью блнзна к энергии связи молекул при хемосорбцнн.
Прн постоянной скороств ионов количество поглощенного газа пряма пропорционально силе разрядного тока н времени его прохождення. «Замуровывание» атомов играет существенную роль при откачке ннерт. ных газов, хотя н не влияет на общую быстроту откачки насоса. Прн нормальной температуре время сорбцни молекул инертного газа на сорбнрующих поверхностях слншком мало, чтобы этот механизм откачки мог быть заметным.
Пала«ощий на поверхность атом находятся яа поверхности сорбцин значнтельное время, достаточное для «замурозызаняя» его слоями распыляемого геттера. При увелнченнн отрицательного потенциала поверхностн сорбцнн н скорости распыления гетгера этот эффект становнтся Зя«чеэея ««ГГ«.м'1«м«, для поиициц дсдоттис и и иссифиииция 345 элнкгротизичзекие ернлегнл агклчки 344 б э ачнтельиым и быстрота синички роста степени заполнения поверхности олее эиач сорбарованными газами. Кяиетяка за.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
