shutterstock_92951170.jpg

Ультравысокий вакуум


В прикладной физике необходимо несколько типов насосов, чтобы получить ультравысокий вакуум. Сначала при помощи механически действующих насосов (поворотно-движущегося, мембранного насоса) получают предварительное давление в реципиенте в области от 100 до 10-2 mbar. В зависимости от размера реципиента и мощности насоса эта процедура обычно занимает несколько минут. Далее турбомолекулярные насосы в промежутке от одного до нескольких часов производят высокий вакуум с базисным давлением в 10-7 mbar. Это давление невозможно далее понижать без вспомогательных средств, так как постоянная десорбция собираемой воды и других соединений, н-р водородных, с низким давлением пара, также этому препятствует, даже при бесконечно продолжительной работе насоса.

Процессы десорбции могут быть ускорены, если температуру камеры, применив прямой нагрев её стен и опосредованный термический нагрев внутренних поверхностей, сравнять до температуры, которая минимально или значительно выше, чем точка кипения воды. Важнейшим критерием высоты температуры является постоянство температуры вмонтированных компонентов, как н-р проводка для электрических коммутаций, а также смотровые окна. Обычная температура вытопки находится в границах от 130°C до 200°C.

Вода, досорбирующаяся в больших количествах, во время вытопки выкачивается при помощи турбомолекулярного насоса, также как и встречающиеся углеродистые контаминации. Этот процесс продолжается минимально 24 часа, в камерах со сравнительно сложно устроенными внутренними поверхностями из-за установленной аппаратуры вытопка обычно снижается после 2-3 дней.

Для достижения ультравысокого вакуума применяются немеханические насосы. Ионный газо-выводящий насос откачивает при помощи ионизации и схватывания молекул остаточных газов в титановые трубки при давлении в границах от 10-7 до 10-10 mbar. Здесь демонстрируется то, что мощности насоса достаточно лишь тогда, когда вытопки хватает до того момента, когда давление остаточных газов будет достаточно понижено. Титано-сублиматционный насос работает благодаря термически распределённому в камере титановому пару, который характеризуется высокой химической активностью, и соединяет атомы остаточных газов и холодные стены камеры так, что в дальнейшем давление остаточных газов устраняется. Давление остаточных газов, полученных по выше описанному методу, находится в границах 10-11 mbar.
При падении на нижней части камеры теперь в любом случае возможно временное соединение статически отличающихся частиц остаточных газов и кратковременное понижение давления камеры на примерно 10-12 mbar при оптимальной работе всех взаимодействующих компонентов.


Эта статья базируется на статье из свободной энциклопедии ВИКИПЕДИЯ, и находится согласно GNU-лицензии для свободной документации (pdf). В ВИКИПЕДИЯ представлен список авторов.
Logo Austria