Фролов Е.С. - Вакуумная техника (1037534), страница 76
Текст из файла (страница 76)
(!2,3) Результаты эксперименте показывают, что определенному распазоже. иик/ инги накала соответствует оптимальный потенциал. при котором длина пути электронов максимальна. При нонной откачке и нормальной температуре поток газа н быс~рота нонной откачки, мз/с, соответственно( () = 2,35. !О-з/,,р,; (!2/й) 3=О/р=235 (О /,Т!/р. П2ПО) РПС. !З.ХЕ. ДППГРПМПЫ РПДППЛЬППГП РПС- прсдспенуш пптспппппп: и — в сппскпстп пк"и пспспп: б — в плоскости, перпепдпкупп/ ппе нити ппкппп; / — пкпд; // — скрап: /// — вить апкппс Рпс.
1з.з1, кпнструптпппап схема апспсп сан-д-1: / — с/стеша па/степь; у — кпть аакппп; 3 — пппд с тптсппппе пспсскпа; 1 — ппппдыш с пхппшдпепыьп кольцами; 3 — корпус с подцепи рубашкой; з — тсппоепплпцппппыа пкрпв текущий, м; е — заряд электрона, Кл! У (г) — распределение потенциала па Радиусу' У (г) = Уе (п (г,/г)/1п (гх/гэ), (12.3) 5и)/г где Уе — напряжение на аноде, В; г/ н гз — радиусы соответственно корпуса и анода.
Используя уравнение (12.3), определим кинетическую энергию электрона, движушегося по круговой орбите: 37 0,5п/о(, = 0;5еУ /1п (/1/гз) (12,4) Таким образом, при движении элеи. трона по круговой орбите его кинетическая энергия не зависит от радиуса орбиты. Если патенпиал экрана (токоввода) равен потенциалу смен(ения нити накала, то радиус гс. иа котором следует расположить нить накала для испуска. ния электронов с энергией, саответ- где / — сила ионного тока, 30 (р— ! ! коэффициент захвата копов.
Предельное остаточное давление, получаемое арбитроинымн насосами, О,/ (10 з ..!О и) Па, Установка в насосе вкладыша, охлажлаемого жидким азатом, позволяет получить давление порядка 10 хх Па. Такую конструкцию имеет. в частьогти, насос ПОНУР! (рис. 12.21). Насос имеет две зоны сорбцин. Прнмерпо половина нспаряе. мого титана осаждается иа внутренней поверхности медных колец 4, охлаж.
даемыу до температуры жидкого азота. Остальная часть титана напыляется через зазоры мюкду кольцами на внутреннюю поверхность карлуса 5, охлаж. даемпго водой, запыляя при этом окало 603с этой поверхности. Запоры между кольцами увеличивают проводи. масть к основной сорбирующей поверх. ности. Основные элементы насоса вы. полнеиы на сьемном фла/ще, что позводяет использовать насос без корпуса, встраивая в вакуумные объемы. Быстро.а действия насоса по азоту и воздуху зависит от давления н мощности анода-нспарнтеля (рнс. 12.22), так как, изменяя скорость испарения титана, мол!но в езеестпых пределах регулировать быстроту действия насоса. Так, прн мощности 60...62 Дж/с скорость испарения титана составляет 0,2.„ 0,5 мгlч, при моп(ности 68...70 Дж/с— 5...10 мг/ч.
Насос обладает постоянной быстротсб действия по воздуху 0,5 мп/с при р ( !О ' Па. Ресурс насоса 300... 2000 ч. Основные технические характеристики насоса приведены в табл. 12. !О. Испарительно-ионные насосы могут устойчиво работать совместно с маслянымн диффузионными н фарвакууины ми насосамн. Пары масел вследствие пнролизз иа раюгретых деталях разлагаются на более легкие компоненты, поэтому использование нспарителей заметно уменьшает долю тяжелых углеводородов. Испарнтельно-ионные вакуумные насосы имеют наряду с /юложите.тьнымн свойствами ряд недостатков; небольшой загас гегтера; невозможность саморегулирования скорости испарения геттера; наличие накаленных элементов в электродной системе. Важное значение имеет стабильность сорбцноииых характеристик, но многом 32" ///и /() й/э /)'Д//В Рас.
1З.ЭЗ, ° Зееасцаость бмстэагы Дсастпаа впспсе СОЦ.Д 1 ет "ыс ~~~") " спета (штзахпеые анна ! 1 от дпппспаа эеадуде (спдпш п тэ Ве (апппа и) ааааа при мпщппста аппде-асперптпеа Ер Нт ( т ааааа ) Мел»илии» в»еюререзрздее» наев»» ЭЛБКТРОФИЗИЧВСКИВ СРЕДСТВА ОТКАЧКИ (12.12) 270 190 90 ... !60 100 100 100 67 10 1 определяемая толщиной пленки. Прн толщине, превышающей критическую, геттернзя цленха начинает шелушиться и постепенно отслаиваться под действием термамеханнческих напряжений, что может привести к замыканию электродов. Отслаивжощаяся пленка из-за плохого охлаждения сильно разогревается во нремя Работы испарнтеля и десорбнрует ранее поглощенные газы. Ва избежание шелушения необходимо периодическое удаление гетгерных пленок.
Для етого обычно используют механнчешене и химические способы. Прн механической очистке необходима соблюдать меры предосторожности, исключающие возгорание и взрыв десорбнруемых газов. Это оозбенно важио прн удалении геттериых пленох после длительной откачки водорода. Рзсчет нспарищльно-ионных насосов сводится к определению удельной быстроты откачки, геометрических размеров поверхности сорбцнн н скорости испарения геттера.
Для насоса с корпусом цилиндрической формы удельную быстроту откачки, мз/(с м»), можно определить нз соотношения 8эдГб = 36,44„1»'Т/М Рвай (12.11) откуда 66,4йи ')~т~М Рвпй йс() уп где Рб — площадь боковой поверхности цилиндрического корпуса насоса, мэ; йн — коэффициент конденсации; Р„,— площадь входного отверстия насоса, мэ; й — кожфицнент Клаузинга; О, — диаметр и длина цилиндрического корпуса насоса, и; с — константа, определяемая родом откачиваемого газа.
Для расчета скорости испарения титана прн заданной быстроте откачки насоса необходимо знать температуру Т испарителя, определяемую го потоку молекул откачнваемого газа грн рабочем давлении р н известном отношении )) площадей испарения Рн н конденсации ук в оптимальном режяме работы васоев, когда иа по- глощение адней молекулы газа три буигся один атом титана: 10 РРи = !ОЫРТ!Ре' (12 13) отсюда давление паров титана Рт!'= ()Р .
(12. И) Для паров титана по значению йр находят соответствующую темпера. , туру нагретой поверхности титана и мощность, выделяемую иа нзвеске. Скорость испарения титана, г/(с и'), в зависимости ат температуры Т би. металлических нспарнтелей из титано. молибденовой проволоки определяют из соотношения !и пеги — — ( — 20 600/Т+ 7,4) 10 е. (12.16) Срок службы !„ нспарителя определяется эффективной массой гетгера О, г, н схорастью его нспарепия ж, г/ш грн негрерывнам испарении !е — — бт)/т1 (12 16) при периодическом испарении — — (12.
17) !н !г где т) — коэффициент нслользовзния геттера; 1и — время насыщения гет. гера! !г — время образования моно- слоя геттера иа сорбнрующей поверхяости. Режим работы нспарнтеля опреде. ляется отношением !н/!г (!н!!г ) 1 периодическое испарение; !к!!г ж 1 — непрерыннае -испарение). Период !и между двуми пасленова тельнымн включениями нспарнтеля должен быть меныпе времени образа ванин чанослоя газа иа сарбируюше" поверхности насоса площадью Ре пр" данном давлении: !п ~ Ре/Ув/(ериРвпнг) (1 где' й/е — число молекУл аткачнэа~ маго газа на 1 смз монослоя; Фа коэффициент захвата насоса; Рэв площадь входного отверстия насос ' аса; й/г — число малехул, падающих иа мк площади входного отверстия патбка насоса.
Скорость эрозии геттера, г!с, иа поверхности Расходуемого катода в ~ектрадугоиых нспарнтелях' пропор,щональиа сале тока !д дугового раз- ряда Яз = Р!и, (12,19) гхе Р— коэффициент эрозии, зависящий от материала катода (Р .= !О-' „ 10-' г/Кл). Эмпирическая зависимость скорости эрозии материала катода стационараога элеятрадуговага испаритэля имеее вгщ ж =- (О,!6 ...
0,17) (!и — 20). (12.20) 12.4, й)агиитиые элеатроразрядные насосы Саморегулирование скорости распыления геггера обеспечивается в магаитаых электраразрядных вакуумаых насосах, в которых для агота всполье)чот газовый разряд в скревщнных электрическом н магнитном полях. В простеншем диодном насосе (рис. 12.'23) между двумя кзюдньщи язастниамн У, выполненными из гетера, ра положен ячеисгнп анод !, на который падается полах гиельный потенциал порядка несколько киловольт. 51чейкн могут быгь цилиндрической, прямоугольной, квадратной формы; число ячеек — ат единицы до тысяч. Электродная система нэсасз разме1пается в немагиитном корпусе. Плоскость катодов располагают перпендикулярно к сиговым лннаям магнитного поля пап рижеь носика // Разряд возбуждается н устоячиво "оздержнвается в о'шиь широком диапазоне давлении газа до 10»е Па.
песочником разряда яиляются электроны, возникающие в резузьтащ зета. эмиссии прн подаче на электролы потенциала в несколько киловольт. Оп. Мме Рззующиеся в разряде палажительМол ые ноны чскаряются электрическим олен и бомбардируют катоды. еызыМате э" Распыление сеттера. Распыляемын зове ат-риал осаждается нз внутренних верхнбстях насоса, главным абра- Ряс 1З 23 С» мз хэоднэее е»митеиее а»ее»р |р»»ред ого иаеоее зом на ячейках анода, и сорбнрует остаточные газы, Чеч выше двэлеине газа тем интенсивнее распы.яется титан и поглощается газ; снии.ееие давления уменьшает силу раиного тока и количество распыляемого титана. Таким образом автоматически регулкруезся скорость распыления катодов, чта абенючиеэет экономное рас.
хадаванне геттера и значительный (несколько десятков тысяч часов) ресурс, По механизму откачки газов электроразрядные насосы во мнагчм аналогичны испарительно-ионным насосам, но интенсивные ноннзация и диссоциация молекул аткачиваемого газа в еззсвом Разряде оозво..ают использовать электре разрядные насосы как зчхректинызе сред тво откач. кн ииертны» газов и углеводородов. Магии,иые элсктроразоядные на. согы обладают зизчишльдой седок. тнвностью откачки газов и газовых смесен Ниже приз~дена относительная быстрота действия диодн го насоса по розным газам, екй (за 100Чке принята быстрота действия насоса по воздуху): Водород Дейтерий Легкие углеводороды Азот .
Пзоы воды Диоьсид углерода (кислород Гелий Неон Аргон, криптон, ксенон Меапиппыы злвкюреразраопы» повеем средствл Отклчки 364 элвктро<риэичвекин 'Т а б л н ц а 12.12 Заачевве параиатра для ваевса Параметр 10 !20 ' Быстрота действия по воздулу 5 1О", мз/с, 'прн р 67 10-2 Па 0 входного отверстия, Блок питания: тип сила тока короткого замыкания, А мощность, кВт габаритные размеры. 180 Рис. <2.24.
Насос НМДа-22: < — корпус; 2 — катод: 3 — трубка охлаждения: б — апод, б — изолятор; б— экрав; à — токолвоа, З вЂ” магнит; Р— матки»опрьвоц БП-63 0,7Х4 БП-25 0,3 БП-100 0,7 БП-10 0,1 БП-! 50 0,7 БП-100 0,7 18 548Х Х 645Х Х!806 400 54ЗХ Х 564Х Х 700 300 4,4 428 Х Х 530 Х Х 361 80 280 Х Х 355Х Х 780 60 4,4 428 Х Х 5ЗОХ Х 36! 80 254 Х Х 424 Х Х 550 120 1,54 430Х Х бЗОХ Х 261 45 200 Х Х 200Х Х 319 13,5 0,77 430Х Х 370Х Х 26! 30 120 Х Х!ООХ Х 220 4,4 428Х Х 530Х Х 361 80 175Х Х 390Х Х 396 46 В момент запуска магнитных электроразрядных насосов при нысоком давленин разряд «горитл ие только в межэлектродном пространстве, но и во всем объеме откачиваемой системы, вызывая дополнительное газоатделение из металлических конструкций в результате ионной очистка.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
