Ионные, геттерные агрегаты и их комбинации имели довольно широкое применение в промышленности до появления других насосов высоковакуумного класса. Такие изделия создавали искусственное разряжение в 10-6 мбар. С появлением криогенных насосов такое оборудование применяется все реже, но и сегодня геттерно-ионные агрегаты используются, потому что они создают параметры сверхвысокого вакуума, при этом не загрязняют окружающую среду вредными выбросами.
Содержание:
- Геттерно-ионные насосы — конструкция
- Ионный вакуумный насос
- Геттерно-вакуумные насосы
- Применение геттерно-ионного насоса
Геттерно-ионные насосы — конструкция
Изделие базируется на герметичной камере с неподвижными элементами, такая конструкция довольно устойчива к повышенным вибрационным нагрузкам, а затраты на проведение технического обслуживания в процессе использования минимальные.
При подаче внутрь изделия газов молекулы рабочего потока связываются (захватываются) слоем геттера и удерживаются на панелях установки. Геттерным материалом служит йодистый титан или сплав ВТ-1-1, а также проволока, изготовленная путем осаждения титана на молибдене.
Геттерно-ионные насосы — конструкция
Устройство таких агрегатов не отличается сложностью — корпус, в котором размещены: анод, испарители, нагреваемый катод из вольфрама. Преимущества геттерно-ионных изделий в возможности получения чистого вакуума без присутствия масляного тумана, высокая скорость откачивания по активным газам и компактные габариты.
Недостатки — опасность выброса газов из осаждаемых слоев, низкое откачивающее действие инертных газов, а также ограниченный ресурс работы. Российские производители выпускают аналогичные насосы со скоростью откачки в пределах 5—4500 л/с.
Ионный вакуумный насос
Откачивающие действия аналогичных изделий основывается на предварительной ионизации молекул газа в ионизаторе с нагреваемым катодом и последующем связывании образовавшихся при этом ионов.
Аналогичные действия сопровождаются такими процессами:
- Внедрение ионов со знаком плюс в материал электрода, который находится под отрицательным зарядом;
- Происходит частичная диффузия (проникновение) вглубь материала электрода;
- Когда повышается концентрация газа в теле электрода в результате продолжающейся ионной бомбардировки электродов, то происходит обратное выделение связанных частиц;
- Уменьшается откачивающее действие при повышении концентрации газа в теле электродов.
Ионный вакуумный насос
Ранее принципы ионной откачки широко использовались для получения сверхвысокого вакуума в небольших объемах, но сегодня ионные насосы на практике не применяются, потому что процессы, происходящие внутри устройства, сопровождаются большим расходом электрической энергии. При этом скорость откачивания минимальная, диапазон рабочих давлений довольно узок и присутствует избирательность откачивающего действия по разным газам.
Геттерно-вакуумные насосы
Принцип работы таких изделий основан на поглощении неинертных газов активными металлами (геттерами), которые присутствуют внутри устройства в виде пленок или твердых растворов. На практике в качестве геттеров используется титан, который при комнатной температуре образует устойчивые соединения с составляющими воздуха.
Для его распыления внутри изделий применяются два способа:
- Нагревание проволоки из сплава титана с молибденом;
- Метод расплавления под действием электронной бомбардировки.
Геттерно-вакуумные насосы
Чтобы запустить геттерный насос и начать откачку инертных газов, нужен вспомогательный агрегат объемного действия, например, диффузионный паромасляный или ТМН.
К недостаткам таких устройств относится сложность обслуживания, ограниченные сроки работы без остановки, а также отсутствие скорости по откачке инертных газов.
Применение геттерно-ионного насоса
Экологически чистые устройства применяются в промышленности для получения сверхвысоких параметров вакуума, возможности насосов с таким методом удерживании молекул откачиваемого газа внутри корпуса довольно обширные. На практике такие изделия используются в качестве компонентов научно-исследовательских приборов: физические ускорители, масс-спектрального анализа или исследовании различных поверхностей.
Аналогичные устройства применяются в производстве вакуумными способами труб из синтетики, полупроводников, симуляторов космоса и т. д.
Применение геттерно-ионного насоса