osnove vakuumske tehnologije

osnove vakuumske tehnologije

Italijanski fizičar torricelli je 1643. godine demonstrirao poznati eksperiment atmosferskog pritiska, otkrivajući postojanje fizičkog stanja "vakuuma" za ljudska bića. U narednim vekovima, posebno početkom 20. veka, vakuumska tehnologija se brzo razvijala i naširoko se koristila u vojnim i civilnim oblastima. Slično tome, vakuumska tehnologija je također osnova za pripremu tankog filma. Gotovo svi materijali tankog filma pripremaju se u vakuumu ili pri niskim atmosferskim pritiscima. Stoga ćemo u ovom poglavlju ukratko predstaviti osnovna znanja o vakuumu, akviziciji vakuuma i mjerenju vakuuma.

Prvo, osnovno znanje o vakuumu

Jedan, jedinica vakuuma

Ljudski kontakt sa vakuumom može se grubo podeliti u dve vrste: jedna je postojanje vakuuma u prostoru, nazvana "prirodni vakuum"; Drugi je vakuum koji se dobija pumpanjem gasova iz kontejnera vakuumskom pumpom. To se naziva "veštački vakuum". Vakuum bilo koje vrste naziva se vakuum kada je pritisak gasa manji od jedne atmosfere u datom prostoru. Stanje prostora bez plina se često naziva apsolutnim vakuumom. U opštem smislu, "vakuum" ne znači "ništa". Trenutno, na stotine molekula po kubnom centimetru volumena, čak i pri najnižem mogućem pritisku uz najnaprednije tehnike vakuumske pripreme. Dakle, kada govorimo o vakuumu, mislimo na stanje vakuuma. U vakuum tehnologiji, idiomatski pojam "stepen vakuuma" i fizička količina "pritisak" se obično koriste za izražavanje stepena vakuuma u određenom prostoru, ali njihova fizička značenja treba strogo razlikovati. Niži pritisak u prostoru znači viši vakuum, dok veći prostor pritiska znači niži vakuum.

Jedna od najranijih i najčešće korišćenih jedinica pritiska, milimetarska živa (mmHg), meri vakuum direktno merenjem njegove dužine. Posebno u upotrebi torricelli pneumatskog mjerenja vremena, milimetar kao mjerenje tlaka je intuitivniji. Ali 1958. godine, u znak sećanja na Torricellija, korišćen je "Torr" umesto MMHG. 1 torr je pritisak po jedinici površine od 1 MMHG MMHG u standardnom stanju, izražen kao 1 torr = 1 MMHG. Godine 1971. međunarodna metrološka konferencija formalno je odredila "PASCAL" kao međunarodnu jedinicu pritiska gasa, 1Pa = 1 N / m2 7.5 10-3 torr. Tabela 1-1 prikazuje jedinice pritiska koje se uobičajeno koriste u trenutnoj vakuumskoj tehnologiji i njihovim odnosima konverzije.

Tabela 1-1 Pretvorba odnosa nekoliko jedinica pritiska

Dva. Podjela vakuum regija

Kako bi se proučio vakuum i učinio ga pogodnim za praktičnu upotrebu, vakuum se često dijeli na sljedeće oblasti prema različitim fizičkim karakteristikama svakog raspona tlaka:

Grubi vakuum: 1 x 105 ~ 1 x 102 Pa
Nizak vakuum: 1 x 102 ~ 1 x 10-1pa
Visok vakuum: 1 x 10-1 ~ 1 x 10-6pa
Ultra visok vakuum: <> x 10-6pa

Karakteristike molekularnih kretanja gasova u različitim područjima vakuuma su različite. Pod grubim vakuumom plinoviti prostor je približno atmosferskog stanja, a molekuli su još uvijek uglavnom u toplinskom kretanju, a sudari između molekula su vrlo česti. Nizak vakuum je prelazak toka gasnih molekula iz viskoznog toka u molekularno stanje. Kada se dostigne visoki vakuum, protok gasnih molekula je postao molekularni tok, a sudari između molekula gasa i zidova krvnih sudova su uglavnom, a broj sudara je znatno smanjen. U ultra visokom vakuumu ima manje molekula u gasu, gotovo da ne postoji sudar između molekula, a manje je šanse da se molekuli sudaraju sa zidom.

Tri. Adsorpcija i desorpcija gasova pomoću čvrstih materija

U vakuumskoj tehnologiji često se susreću različiti gasovi, a fenomen adsorpcije i desorpcije ovih gasova na čvrstoj površini je vrlo čest, što je od velikog značaja za tehnologiju visokog vakuuma, posebno za tehnologiju ultra visokog vakuuma. Na primjer, kako bi se poboljšao stupanj vakuuma u cijevi, dijelove treba unaprijed degasirati. Ovaj proces je proces molekula gasa na desorpciji čvrste površine. Desorpcijom gasa nastaje određeni stepen vakuuma u posudi. Osim toga, u vakuumskoj opremi, različite adsorpcijske pumpe se često rade pomoću principa adsorpcije da bi se dobio visoki vakuum. Ponekad se sposobnost adsorbovanja velikog broja molekula gasa na čistoj površini koristi i za dobijanje vakuuma.

Takozvana adsorpcija gasa je fenomen molekula gasa uhvaćenih na čvrstoj površini, koje se mogu podeliti na fizičku adsorpciju i hemijsku adsorpciju. Fizička adsorpcija nema selektivnost, a bilo koji gas se može pojaviti na čvrstoj površini, što je uglavnom uzrokovano međusobnim privlačenjem između molekula. Desorpcija se lako javlja u fizički adsorbovanom plinu, a adsorpcija je efikasna samo na niskim temperaturama. S druge strane, hemijska adsorpcija se odvija na višoj temperaturi. Slično kao i kod hemijskih reakcija, plin nije lako desorbirati, ali se adsorpcija može desiti samo kada atomi na površini plina i krute tvari dođu u međusobni kontakt kako bi formirali spojeve. Desorpcija gasa je obrnuti proces adsorpcije gasa. Proces kojim se molekule gasa adsorbovane na čvrstoj površini oslobađaju sa čvrste površine obično se naziva desorpcija gasa.

U vakuumskoj tehnologiji uvijek postoji fenomen adsorpcije i desorpcije plina na krutoj površini. Općenito, glavni faktori koji utječu na adsorpciju i desorpciju plina na krutoj površini su tlak plina, temperatura krutine, gustoća plina adsorbiranog na čvrstu površinu i svojstva same krutine, kao što je stupanj glatkoće i čistoće površine . Kada je temperatura čvrste površine visoka, molekule gasa se lako desorbiraju. Pored gore navedenih efekata, u nekim vakuumskim pumpama i vakuum metrima sa fenomenom jonizacije postoje različiti stepeni apsorpcije električne energije i hemijskog čišćenja, što će takođe ubrzati adsorpciju čvrste materije na gas. Među njima, električna apsorpcija se odnosi na formiranje pozitivnih iona nakon ionizacije molekula plina. Pozitivni ioni imaju jaču kemijsku aktivnost od neutralnih molekula plina, tako da često formiraju fizičku ili kemijsku adsorpciju s čvrstim molekulima. Hemijsko uklanjanje se dešava kada se aktivni metali (kao što su barijum, titanijum itd.) Vakuumski isparavaju da bi se formirale jedinjenja sa neinertnim molekulama gasa, što dovodi do hemijske adsorpcije.

Odjeljak 2 usisavanje vakuuma

Sticanje vakuuma se često naziva "vakuumsko pumpanje", tj. Upotreba raznih vakuumskih pumpi će biti ispumpana iz spremnika plina, tako da je pritisak prostora manji od jedne atmosfere. Trenutno, najčešće korištena vakuumska oprema uključuje rotacijsku mehaničku vakuum pumpu, pumpu za difuziju ulja, molekulsku pumpu, pumpu za molekularno sito, pumpu za sublimaciju titana, jonsku pumpu i kriogenu pumpu. Prve tri vakuum pumpe pripadaju pumpi za prenos gasa, to jest, kroz neprekidno udisanje gasa i iz vakuumske pumpe da bi se postigla svrha ispuha; Poslednje četiri vakuum pumpe pripadaju pumpi za hvatanje gasa, koja je vrsta usisnog gasa koja će biti usisana da bi se postigao zahtevani stepen vakuuma, koristeći jedinstveni efekat usisavanja raznih materijala. Budući da ove pumpe rade bez ulja kao medija, to se takođe naziva i bez pumpe za ulje. Tabela 1-2 prikazuje raspone radnog pritiska nekoliko uobičajenih vakuumskih pumpi i općenito dostupnih ograničavajućih pritisaka. Krajnji pritisak je jedan od važnih parametara koji predstavljaju performanse vakuumske pumpe. Odnosi se na minimalni pritisak kada se standardni kontejner koristi kao opterećenje, a pumpa radi normalno pod određenim uvjetima u određenom vremenskom periodu, a stupanj vakuuma se više ne mijenja, ali teži stabilnosti. Isprekidane linije u tabeli prikazuju područja u kojima se vakuumska pumpa može produljiti kada se koristi u kombinaciji s drugim uređajima.

Tabela 1-2 Raspon radnog pritiska nekoliko uobičajenih vakuumskih pumpi

Kao što se može vidjeti iz tabele, pritisak koji predstavlja stupanj vakuuma varira u rasponu od više od deset redova veličine. Ako se vazduh pumpa iz atmosfere, teško je postići stepen ultra visokog vakuuma samo sa jednom vakuumskom pumpom, to jest, vakuumska pumpa ne može pokriti radni opseg od atmosferskog pritiska do 10-8pa. Dve ili tri vakuumske pumpe se često kombinuju u kompozitni ispušni sistem da bi se dobio potreban visoki vakuum. Na primjer, u vakuumskom sustavu ulja, tlak od 10-6 ~ 10-8pa se može dobiti kombinacijom uređaja mehaničke pumpe za uljne brtve (oba pola) i pumpe za difuziju ulja. U sistemu bez ulja, tlak od 10-6 ~ 10-9pa može se dobiti pomoću adsorpcijske pumpe + prskalice jonske pumpe + uređaja s pumpom za sublimaciju titana. Ponekad će biti ulja, bezuljni sustav miješati, kao što je korištenje mehaničke pumpe + spoja molekularne pumpe uređaj može dobiti ultra - visoki vakuum. Mehanička pumpa i adsorpcijska pumpa su od atmosferskog pritiska da počnu pumpati, tako često nazivaju "prednja pumpa", a one mogu biti samo od nižeg pritiska do nižeg pritiska vakuumske pumpe poznate kao "sekundarna pumpa". Ova sekcija će se fokusirati na strukturu i princip rada mehaničke pumpe, molekulske pumpe spoja i kriogene pumpe.

O ne. Pneumatska vakuumska pumpa sa rotirajućim krilcima

Opća upotreba mehaničkih pokreta (rotacija ili klizanje) za dobivanje vakuumske pumpe, poznata kao mehanička pumpa. To je tipična vakuumska pumpa koja može početi od atmosferskog pritiska. Može se koristiti samostalno ili se koristi kao prednja pumpa visoke pumpe ili pumpe za visoki vakuum. Zbog toga što je ova pumpa zaptivana, ona pripada tipu ulja vakuumske pumpe. Ova vrsta mehaničke pumpe obično ima tip rotacionog krila, fiksni tip krila i tip kliznog ventila (takođe poznat kao klipni tip), među kojima je mehanička pumpa sa rotacionom lopaticom najčešća.

Rotaciona vakuumska pumpa je ulje za održavanje brtvljenja između pokretnih dijelova, i mehaničkim putem, tako da se volumen brtvenog prostora povremeno povećava, tj. Smanjite, iscrpite, naime, postižite svrhu koja neprekidno izlazi iz gasa i izduvnih gasova. Fig. 1-1 je dijagram strukture jednostepene rotacione pumpe. Telo pumpe se uglavnom sastoji od statora, rotora, rotacionih lopatica, ulazne cevi i izduvne cevi. Krajevi statora su zabrtvljeni da bi se formirala zatvorena komora pumpe. Komora pumpe, ekscentrično opremljena rotorom, stvarni ekvivalent dva upisana kruga. Uzduž osi rotora se otvara otvor, u kojem se nalaze dva komada lopatica rotora. Srednji dio lopatica rotora je spojen sa oprugom, a opruga čini da se lopatice rotora pomiču duž unutrašnjeg zida statora kada se rotor okreće.

Kao što je prikazano na Fig. 1-1, rotaciona lopatica 2 dijeli pumpnu komoru na A i B dijelove. Kada rotaciona lopatica rotira u smjeru navedenom na slici, budući da je prostorni tlak iza rotirajuće lopatice 1 manji od tlaka na ulazu zraka, plin se usisava kroz ulaz za zrak, kao što je prikazano na Sl. 1-2 (A). Slika 1-2 (b) pokazuje granicu inspiracije. U ovom trenutku, pumpa do maksimalnog unosa, gas je počeo da se komprimira; Kada se rotor nastavi kretati u položaj prikazan u 1-2 (c), kompresija vazduha povećava prostorni pritisak nakon rotora 1. Kada je pritisak veći od 1 atmosfere, gas gura ispušni ventil da ispušta gas. Nastavljajući da se kreće, rotor se vraća u položaj prikazan na Fig. 1-1. Izduvni gas je završen i sledeći ciklus usisavanja i izduvavanja se nastavlja. Krajnji vakuum jednosmerne rotacione pumpe može dostići 1Pa, dok dvostepena rotaciona pumpa može dostići 10-2pa.

Fig. 1-1 dijagram strukture rotacione pumpe

Fig. 1-2 shematski prikaz rotacione pumpe

Kao rezultat rada pumpe, stator, rotor sve uronjen u ulje, u svakoj inhalaciji, ispušni ciklus će imati malu količinu ulja u kontejner, tako da zahtjevi mehaničke pumpe ulja imaju niski tlak zasićene pare i određeni mazivost, viskoznost i veću stabilnost.

Dva. Složena molekularna pumpa

Molekularna pumpa je glavni razvoj mehaničke vakuum pumpe sa rotirajućim krilcima. Poput mehaničke pumpe, molekularna pumpa je i pumpa za prenos gasa, ali to je bezuljna pumpa, može se kombinovati sa prednjim pumpnim uređajem, kako bi se dobila ultra-visoka vakuum. Trenutno, molekularna pumpa se može podijeliti na vučne pumpe (tlačne pumpe), molekularne pumpe turbine i kompozitne molekularne pumpe tri kategorije. Među njima, vučna pumpa u strukturi je jednostavnija, mala brzina, ali je omjer kompresije velik; Turbo molekularna pumpa se može podijeliti na "otvoreni" tip noža i preklapajuće vrste lopatica. Nekadašnja brzina vrtnje je visoka, brzina pumpanja je veća, a posljednji je suprotan. Pumpa za molekulske spojeve kombinuje prednosti visokog kapaciteta ekstrakcije molekularne pumpe turbine sa prednostima velikog kompresijskog odnosa pumpe za vučnu molekulu, i koristi rotirajući rotor velike brzine za prenos molekula gasa da bi se dobio ultra-visoki vakuum. Slika 1-3 predstavlja dijagram strukture.

Fig. Dijagram strukture molekulske pumpe

Pumpa ima brzinu od 24.000 o / min. Prvi dio je turbo-molekularna pumpa s više stupnjeva otvorenih noževa, a drugi dio je višestruka vučna molekularna pumpa s brzinom crpke od 460L / s i omjerom kompresije 150 kada je brzina nula.

Tri.   C ryopump

Kriogena pumpa je vrsta pumpe koja kondenzuje molekule gasa da bi ostvarila pumpanje korišćenjem niske temperature ispod 20K. Sada je to pumpa sa najvišim graničnim vakuumom. Uglavnom se koristi u velikim vakuumskim sistemima, kao što su fizika visoke energije, priprema superprovodnih materijala, stanica za simulaciju svemirskog prostora, itd. Kriogena pumpa poznata i kao kondenzacijska pumpa, kriogena pumpa. Prema svom principu rada, može se podijeliti na kriogenu adsorpcijsku pumpu, kriogenu kondenzacijsku pumpu, kriogenu strojnu kriogenu pumpu. Prve dvije pumpe izravno koriste kriogenu tekućinu (tekući dušik, tekući helij, itd.) Za hlađenje, cijena je visoka, obično samo kao pomoćno sredstvo za pumpanje; Kriogena pumpa hladnjaka je pumpa koja koristi duboku nisku temperaturu generisanu hladnjakom radi izdvajanja vazduha. Njegova osnovna struktura prikazana je na slici 1-4. Rashladna glava prve faze hladnjaka je opremljena s radijacionim zaslonom i zračnom pregradom na temperaturi od 50-77k, koja se koristi za kondenzaciju i ekstrakciju vodene pare i ugljičnog dioksida i drugih plinova. Duboka hladna ploča se postavlja na hladnu glavu drugog nivoa sa temperaturom od 10-20k. Glatka metalna površina na prednjem dijelu ploče može ukloniti plinove kao što su dušik i kisik, dok aktivni ugljen na suprotnoj strani može apsorbirati plinove kao što su vodik, helij i neon. Svrha uklanjanja svih vrsta gasova može se postići kroz hladnu glavu na oba pola, kako bi se dobilo stanje ultra visokog vakuuma.

Kriogena pumpa kao pumpa za hvatanje, može se koristiti za hvatanje raznih štetnih ili zapaljivih i eksplozivnih gasova, kondenzaciju na ploči za hlađenje, kako bi se postigla svrha pumpanja. Međutim, nakon nekog vremena, kriogena pumpa niskotemperaturni kapacitet ispušnih će se smanjiti, tako da mora biti "regenerativni" tretman, to jest, uklanjanje niskotemperaturnog sloja kondenzacije. Regeneracija mora slijediti sljedeće zahtjeve:

(1) kada se započne proces regeneracije, on mora biti potpuno očišćen. To je zbog toga što će lokalno zagrijavanje uzrokovati veliku količinu kondenzirane vodene pare na zaštitnoj ploči da se prebaci na unutrašnju kriogenu aspiracijsku ploču, ozbiljno oštećujući kapacitet pumpanja kriogene pumpe.
(2) tokom regeneracije, kondenzacioni sloj treba stabilno ispariti, a pritisak gasa u sistemu ne smije prelaziti dozvoljenu vrijednost. U suprotnom, kada se ukloni vodonik, kao što je zapaljiv i eksplozivan gas, kada curi u vazduh, doći će do rizika od eksplozije.
(3) za vrijeme regeneracije, ugljikovodik iz pumpe prednjeg stupnja mora biti strogo spriječen da uđe u kriogenu pumpu radi kontaminacije usisne površine, tako da vrijeme ekstrakcije mora biti što je moguće kraće.

Fig. 1-4 shematski prikaz strukture kriogene pumpe

Odjeljak 3 Vakuumsko mjerenje

Mjerenje vakuuma odnosi se na mjerenje visine vakuuma u određenom prostoru pomoću određenih instrumenata i uređaja. Ovaj instrument ili uređaj se naziva vakuum-mjerač (instrument, mjerač). Postoji mnogo vrsta vakuumskih mjerača, koji se mogu podijeliti u apsolutni vakuumski mjerač i relativni vakuumski mjerač prema principu mjerenja. Svi merači vakuuma koji direktno dobijaju pritisak gasa merenjem fizičkih parametara su apsolutni merači vakuuma, kao što su u-tip manometar i vakuum-manometar kompresionog tipa. Fizički parametri izmjereni takvim vakuum mjeračima su neovisni o sastavu plina, a mjerenje je relativno precizno. Mjerenjem fizičke količine koja se odnosi na tlak i usporedbom s apsolutnim vakuumskim mjeračem, vakuumski mjerač koji dobiva vrijednost tlaka naziva se relativni vakuumski mjerač, kao što je mjerni uređaj za vakuum, vakuumski mjerni pretvarač topline, ionizacijski vakumometar, itd. koja se odlikuje slabom preciznošću merenja i odnosi se na vrstu gasa. U stvarnoj proizvodnji, osim za vakuumsku kalibraciju, najviše se koristi relativni vakuumski mjerač. Ovaj odjeljak uglavnom uvodi princip rada i mjerni raspon otpornog vakuumskog mjernog uređaja, termoelementa vakuumskog mjernog instrumenta i ionizacijskog vakuumskog mjerača .

Jedan. otporni vakuumski mjerač

Otporni vakuumski mjerač je vrsta vakuumskog mjernog uređaja za provođenje topline, koristi se za mjerenje temperature vruće žice u vakuumu kako bi se indirektno dobio stupanj vakuuma. Princip je da se provođenje topline plina pod niskim tlakom odnosi na tlak, tako da je mjerenje temperaturnih parametara i uspostavljanje odnosa između otpora i tlaka problem koji treba riješiti otpornim vakuumom.

Struktura otpornika je prikazana na slici 1-5. Toplinska nit u regulaciji je volframova ili platinska žica s visokim temperaturnim koeficijentom otpora. Kada se zagrijava pod niskim tlakom i visokom čvrstoćom, toplina Q koju stvara filament može se izraziti kao:

Q = Q1 + Q2

Gdje je Q1 toplina zračenja filamenta, koja je povezana s temperaturom filamenta; Q2 je toplota koju oduzimaju molekule gasa koji udaraju u nit, zavisno od pritiska gasa. Kada je temperatura vruće žice konstantna, Q1 je konstantna, tj. Toplina zračenja vruće žice se ne mijenja. Pri konstantnoj struji uslova grejanja žice, kada se pritisak vakuumskog sistema smanji, broj molekula gasa u prostoru za smanjenje, Q2 će se smanjiti, toplota generisana filamentom u ovom trenutku će biti relativno povećana. , porast temperature filamenta, otpornost filamenta će se povećati, pritisak u vakuumskoj komori i postojanje takvog odnosa između otpora žice p lijevo -> R zapisati, tako da se električni otpor filamenta može koristiti za indirektno određivanje pritisak.

Fig. 1-5 otporni vakuum manometar

Mjerilo otpornosti vakuuma mjeri vakuum u rasponu od 105 ~ 10-2pa. Kako se radi o relativnom vakuumskom mjerilu, izmjereni tlak u velikoj mjeri ovisi o vrsti plina, a njegove kalibracijske krivulje su sve za suhi dušik ili zrak. Stoga, ako se izmjereni sastav plina značajno mijenja, rezultati mjerenja bi se trebali donekle modificirati. Osim toga, nakon dugotrajnog korištenja otpornog vakuumskog mjerača, vruća žica će se zbog oksidacije pomjeriti na nulu. Zbog toga je potrebno duže vrijeme izbjegavati kontakt s atmosferom ili raditi pod visokim tlakom i jačinom, a često je potrebno prilagoditi struju za kalibraciju nulte pozicije.

Dva. ThermoCouple vakuumski mjerač

Slika 1-6 je dijagram strukture termoparnog vakuumskog mjerača. Vakuumski termopar se uglavnom sastoji od grijaćih niti C i D (platinasta žica) i termopara A i B (platina-rodij ili konstantni bakar-nikal-krom) koji se koriste za mjerenje temperature vruće žice. Termoelement je spojen na vruću žicu na vrućem kraju i milivoltmetar u instrumentu na hladnom kraju. Elektromotorna sila termoelementa može se mjeriti iz milivoltmetra. Za vrijeme mjerenja termometar je priključen na vakuumski sustav koji se ispituje, a vruća žica je povezana sa konstantnom strujom. Za razliku od otpornog vakuumskog mjernog uređaja, u ovom trenutku, dio topline Q koju generira nit će se raspršiti u provodljivosti između filamenta i termopara. Kada se pritisak gasa smanji, temperatura na spoju termopara se povećava sa temperaturom vruće žice.

Slika 1-6 Vakuumski termoelement

Rezultati mjerenja termoparnog vakuumskog mjerila za različite plinove su različiti, što je posljedica različite toplinske provodljivosti različitih molekula plina. Prema tome, prilikom merenja različitih gasova treba izvršiti određene korekcije. Tabela 1-3 prikazuje koeficijente korekcije za neke gasove ili pare.

Tabela 1-3 koeficijenti korekcije za uobičajene gasove i pare

Od termoelementa mjerenja raspon je otprilike 102 ~ 10-1 pa, mjerenje tlaka ne dopušta prenisko, to je zato što kada je tlak niži, molekule plina topline provođenje topline pobjeći na vrlo malo, ali od vruće žice, termoelement žice Provođenje topline i toplinsko zračenje uzrokovano gubitkom topline je prioritetno, promjena termoelementa elektromotorne sile neće biti uzrokovana promjenom tlaka.

Vakuumski termopar ima termičku inerciju. Kada se pritisak promeni, promena temperature vruće žice obično kasni neko vreme, tako da čitanje podataka takođe treba da kasni neko vreme. Osim toga, kao i otpornik vakuum mjerač, grijanje filamenta termopar metar je također volfram žice ili platine žice, koja će drift zbog oksidacije ako se koristi za dugo vremena. Zbog toga bi se struja grijanja trebala često podešavati, a vrijednost struje grijanja bi trebala biti rekalidirana.

Tri, ionizacioni vakuum

Ionizacioni vakumometar je široko rasprostranjen vakuumski merač, koji se zasniva na principu ionizacije molekula gasa. Prema različitim izvorima ionizacije gasa, može se podijeliti na vakuumski vakuumski vakuum s vrućim katodama i vakuumski vakuum sa hladnom katodom. Slika 1-7 prikazuje regulatornu strukturu općeg ionizacijskog mjernog uređaja, koji se uglavnom sastoji od tri elektrode: filament koji emitira elektrone kao emiter A, vrata (također poznata kao akcelerator) B koja ubrzava i skuplja spiralno elektrone, i Cilindrični ionski kolektor C.Kada je emiter povezan na nulti potencijal, ubrzavajuća elektroda je povezana sa pozitivnim potencijalom (nekoliko stotina volti), a sabirna elektroda je povezana sa negativnim potencijalom (nekoliko desetina volti). Između B i C. postoji odbojno polje. Princip rada jonizacionog mjernog uređaja je emisija elektrona s vrućim katodama, nakon pola ubrzanja, većina elektroničkih letjelica u kolektor, odbacuje polje između B i C, brzina elektronskog kretanja se smanjuje, kada se brzina smanjuje na nulu , elektroni letjeti do B, u elektronskom letjeti do B - C prostora, također su odbacili polje efekt, brzina je svedena na nulu, elektronski lica natrag letjeti na C, ponavljajuće kretanje elektrona u B - C da se konstantno sudaraju sa molekulama gasa, prave molekule gasa proizvedene energijom jonizacije, elektron je na kraju ubrzao sakupljanje, a pozitivni joni su generisani prikupljanjem ionizacionog jonskog protoka visoko prihvaćenim i čineći I +, Za određenu regulaciju, kada potencijal svake elektrode je konstantan, I + ima sledeću linearnu vezu sa emitovanim elektronskim protokom Ie i pritiskom gasa

I + = kIeP

Gdje, k je konstanta proporcionalnosti, što znači da je trenutna vrijednost iona dobivena pod jediničnom elektronskom strujom i jedinični tlak, jedinica je 1 / Pa, što se može odrediti eksperimentima. Za različite gasove, veličina k je različita, a njen raspon postojanja je između 4 i 40. Kada je struja emisije konstantna, protok iona je samo proporcionalan pritisku gasa, tako da je pritisak gasa u vakuumu. komora se može odrediti prema veličini protoka iona.

Fig. 1–7 ionizacioni merač vakuuma

Merni opseg zajedničkog vakuumskog merača vakuuma je 1,33 10-1 - 1,33 10-5pa, a linearni odnos između jonskog protoka I + i pritiska gasa gubi se bez obzira da li je granica merenja viša ili niža. Kada je pritisak viši, uveliko povećava rizik od sudara elektrona i molekula mnogo puta, zbog potencijala za ubrzanje od potencijala ionizacije gasa (nekoliko volti) je mnogo veći, tako da je dovoljan da izazove ionizaciju gasa koju proizvodi elektron, tako da , učinit će ionizacijski mjerač struje elektrona dramatično povećan, zbog visoke gustoće plina u isto vrijeme, slobodan put elektrona je kratak, većina sudara na niske energetske kolizije, ne može uzrokovati ionizaciju, mnogi faktori dovode do visoke protok jona pritiska i više ne zadržavaju linearnu vezu između pritiska; Kada je pritisak nizak (manje od 1.33 X 10-1 pa), brzo kretanje elektrona do akcelerometra će proizvesti meki rendgen, mekani rendgenski snimak, a zatim prema ionskom kolektoru, C može izazvati fotoemisioni kolektor, emitovati elektrona, tako da originalna superionizacija toka iona nema nikakve veze s tlakom u krugu mjerenja struje, ionskom strujom (I) + i gubi linearnu vezu između tlaka plina, ionizacijski mjerač neće moći za merenje pritiska u vakuumskoj komori.

Merač jonizujućeg vakuuma može brzo i neprekidno da meri ukupan pritisak gasa koji se meri, a regulator je male veličine i lako se povezuje. Međutim, emiter regulatora je izrađen od volframove žice. Kada je pritisak veći od 10-1pa, život regulatora će se znatno smanjiti ili čak spaliti. Kada je vakuumski sistem izložen atmosferi, unutrašnja površina staklene ljuske mjerača i elektroda će apsorbirati plinove, što će utjecati na točnost mjerenja vakuuma. Stoga, kada je vakuumski sistem izložen atmosferi duže vrijeme ili se koristi neko vrijeme, proces degazacije mjernog uređaja treba redovno provoditi.

IKS PVD, Vakuumska mašina za proizvodnju premaza iz Kine, kontaktirajte: iks.pvd@foxmail.com