正航仪器详细介绍钛升华泵

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正航仪器详细介绍钛升华泵

发布时间:2015-08-11 17:13      浏览次数:
正航仪器详细介绍钛升华泵
利用加热的方法升华钛并使其沉积在一个冷却的表面上,对气体进行薄膜吸附的抽气装置,称为钛升华泵。
1.钛升华泵的工作原理
2.从图3可见,钛升华泵的结构大致可分为三部分:吸气面、热丝(或升华器)和控制器。钛升华泵的工作过程是由控制器通电给升华器(或热丝),使钛加热到足够高的温度(1100oC)直接升华。升华出来的钛沉积在用水或液氮冷却的表面上,形成新鲜的钛膜层。钛在升化和沉积的过程中,与活性气体结合成稳定的化合物(固相的TiO或TiN),结果将空间的气体分子抽除了。
钛升华泵抽除的气体分子吸附在钛膜上,吸附机理是比较复杂的.通常认为是物理吸附和化学吸附综合作用的结果,以化学吸附为主。
2.钛升华泵的结构
钛升华泵可有三种类型,一种是单体泵,用法兰与被抽容器联接;另一种是升华器放入被抽容器中,被抽容器壁即为吸气面;第三种是与其它泵组合,作成组合泵。 无论哪种类型,都必须有吸气面、升华器和控制器三部分。吸气面主要是泵体或各种壳体,控制器属于电控,升华器的种类较多,这里介绍几种升华器的结构。
1)对升华器的要求:能提供所需要的钛升华率;钛升华率易于调节,可连续或间断地供应吸气剂;钛升华器本身出气少或易于去气;要有足够的工作寿命,即要有足够的储钛量。
2) 电阻加热式升华器:直接通电加热钛丝。常用两种结构。(1)缠绕钛丝式升华器:将钛丝直接缠绕在钨杆或钽杆上,钨杆或钽杆通电加热到足够高的温度,钛就不 断升华出来。(2)钛钼丝式升华器:这种升华器是将钛(85%)与钼(15%)冶炼成合金或将钛直接镀在钼杆上,然后将钛钼丝直接通电加热,使钛不断升 华。
3)热传导加热式:它是由导热性能良好的氧化铍陶瓷为芯,内串以铼钨丝制成的加热器。陶瓷芯上先绕一层钼箔,防止钛与氧化铍直接接触起反应,避免钛的加剧消耗。钛带缠绕在钼箔上,它们之间用氧化铪-甘油浆涂敷。
4)辐射加热式升华器:这种升华器从结构上将加热源和升华源分成两部分。利用放在钛球内的螺旋钨丝,由电阻加热作热源,利用辐射加热钛球,使钛不断地升华。
3.钛升华泵的特性
1)极限压强:可达10-10Pa。
2)抽速:钛升华泵的抽速较大,新鲜钛膜在液氮温度下,对氮的抽速可达10.1L/cm2·s,对氢的抽速可达19.9L/cm2·s。 钛升华泵的抽速受很多因素影响,升华速率是决定其抽速的主要因素之一。若吸气面足够大,在一定压强范围内,升华速率高,则泵的抽速大。当然膜沉积速率与排 气量要相称,否则第一层钛膜吸气尚未饱和,第二层又覆盖上去,即使升华率高,抽速也增大不了多少。为了维持恒定的抽速,减少钛的消耗,需要对升华速率进行 调节。当真空度高时要把升华速率降低。吸气面也是决定泵性能的重要因素之一。吸气面越大,泵的抽速越大。但泵口流导限制了泵的抽速。对室温下空气,泵口最 大流导是11.7L/cm2·s。钛升华泵的抽速
可用下式估算:
可用下式估算 
式中σ是吸气面的最大粘着系数;A为吸气面面积(cm2);K为泻流系数(L/cm2·s),T为气体绝对温度,M为气体摩尔质量;B为1个气体分子需要和几个钛原子结合,B = 1~2;G是1Pa·L气体的分子数(G = 7.2×1019·1/T);P为压强(Pa);R是1杪种内供给吸气面的钛原子数(升华速率为1g/h时,为3.5×1018个/s)。 

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