+7 (495) 664 22 07 baza@vacuumpro.ru

Геттерный насос без распыления геттера

Нераспыляемый или объемный геттер удаляет газ посредством химического взаимодействия совершенно тем же самым способом, что и сублимационный насос, но откачка поддерживается посредством процесса диффузии в объем материала геттера, а не посредством осаждения свежего материала геттера. Геттерный насос без распыления геттера (далее - геттерный насос) часто эксплуатируется при повышенной температуре, что увеличивает скорость, с которой вещества хемосорбированной поверхности диффундируют в объем геттера. Однако скорость уменьшается по мере того, как концентрация откачанного газа в твердом веществе увеличивается, становясь действительно очень низкой по мере приближения насыщения.

Раннее применение объемных геттеров в основном ограничивалось использованием в герметизированных вакуумных устройствах; отличное описание этих ранних видов применения дает Рейманн [35]. Часто предпочтение отдавалось титану и цирконию, которые использовались в виде простой электрически нагреваемой нити, установленной в устройство и эксплуатируемой при температурах свыше 800 °С, обеспечивая высокую скорость геттерирования для таких газов, как кислород, азот и окислы углерода [36, 37]. Геттерирование этих газов создает соединения, являющиеся настолько стабильными, что они не разлагаются даже при температурах, при которых плавятся нити. Поскольку быстрота действия ограничивается скоростью диффузии, большая быстрота для большинства газов, кроме водорода, обычно достигается просто путем увеличения температуры, ограниченной только опасностью выхода нити из строя в результате провисания или плавления. Проблема, связанная с данным подходом, заключается в том, что оптимальной температурой для откачки водорода (включая водород, присутствующий в водяном паре) является температура в 400 °С или меньше [36, 37]. При более высоких температурах давление диссоциации водорода в металлах увеличивается. Если парциальное давление водорода в системе высокое, откачка водорода продолжается, но конечное давление, до которого может откачиваться водород, ограничено давлением диссоциации. При 400 °С большее количество реактивных газов преимущественно адсорбируется на поверхности, вытесняя большую часть водорода, уже находящегося там, и эти адсорбированные газы диффундируют в объем только медленно. Следовательно, при использовании чистого металла, такого как титан или цирконий, откачка водорода - преобладающего газа в остаточной атмосфере многих устройств - крайне ограничена в присутствии большинства других реактивных газов.

Широко распространенное практическое использование геттерных насосов исторически относится к инновационной работе делла Порта и его коллег по разработке сплава циркония. 84% Zr— 16%А1, обозначенного как St 101. Этот сплав имеет типичные способности гет- терирования, имеющиеся у циркония, для реактивных газов, причем преимущество его состоит в том, что температуры геттерирования значительно ниже. Второе крупное преимущество заключается в том, что водород геттерируется даже в присутствии более реактивных газов. После коммерциализации этой разработки появились геттерные насосы, которые могут одновременно откачивать все основные химически реактивные остаточные газы в вакуумной системе при эксплуатации ее при -400 °С. Сплав получен в виде мелкого порошка с покрытием без применения какого-либо клеящего вещества на субстрате [38]. Общее количество геттера ограничено, так что практические виды применения предназначаются для условий относительно низкой производительности насоса.

Когда геттерный насос находится под действием атмосферы, во время установки в системе. он покрыт адсорбированным слоем газа, что делает его не подлежащим использованию для геттерирования; он должен активироваться путем нагревания до температуры в диапазоне от 500 до 800 “С под вакуумом, для того чтобы дать возможность поверхностному слою диффундировать в объем. Эффективность активации увеличивается в зависимости от температуры и времени. Поскольку геттерирование происходит даже во время активации, уменьшая количества геттера, имеющегося для последующей откачки, давление выдерживается насколько возможно низким во время активации. В публикуемых спецификациях для конкретного гет- терного насоса, использующего этот материал, указывается первоначальная быстрота откачки азота, равная -110 л/с при работе при 400 °С и практическая быстрота откачки -25 мм рт. ст. • л до того, как потребуется регенерация. Регенерация путем нагревания до -800 °С позволяет газу, сорбированному рядом с поверхностью, диффундировать в объем материала, восстанавливая геттер практически до первоначальной эффективности. Регенерация может повторяться, обеспечивая общую полезную откачивающую способность, равную -255 мм рт. ст. • л1, однако эффективность работы медленно снижается с каждой последующей регенерацией. Этот геттер особенно часто используется для откачки водорода и его изотопов, обеспечивая быстроту откачки больше на коэффициент 5, чем для азота. Откачка водорода является эффективной даже при температуре окружающей среды (но при уменьшенной быстроте), пока значения парциального давления газов, в частности таких, как кислород остаются низкими.

После успеха первоначального геттерного сплава цирконий/алюминий были разработаны геттерные насосы нераспыляемым геттером, позволяющие производить перекачку всех распространенных газов при еще более низких температурах, а полезная эффективность работы сейчас может быть достигнута при температуре окружающей среды. Геттерные насосы, имеющие высокопористую структуру геттера, являются очень эффективными при низких температурах, обеспечивая очень большую площадь поверхности, доступную для газовой фазы, чтобы обеспечить непрерывную откачку. Большая площадь компенсирует то обстоятельство, что скорость диффузии вобьем материала ограничена при низкой температуре. Эти геттерные насосы можно регенерировать периодическим нагреванием до более высокой температуры, ускорением диффузии в объем материала и освобождением поверхности для дополнительного геттерирования. Одним главным преимуществом эксплуатации при комнатной температуре, очевидно, является отсутствие какого-либо ввода мощности во время эксплуатации. В одной из прогрессивных конструкций в качестве геттера используется сплав циркония, ванадия и железа, обозначенный как St 707 |39]. Температура для полной активации этих геттеров может опускаться до 400-500 °С, и даже еще более низкие температуры все же могут обеспечивать значительный потенциал геттерирования. Геттер St707, способный откачивать азот при приблизительно той же скорости, что и сплав St 101, имеет сорбционную емкость приблизительно в 4-5 раз больше.

Способность работать при температуре окружающей среды является важной во многих больших и сложных системах, предназначенных для эксплуатации при давлении значительно ниже 10-10 мм рт. ст. В большинстве систем могут использоваться только низкие температуры дегазации, при этом элементы системы дегазируют перед сборкой. Отсутствие какого-либо нагревания геттеров минимизирует рабочую температуру системы и помогает сохранить скорость дегазации на приемлемо низких уровнях.

Для использования при более высокой производительности по газу нераспыляемые геттеры также производятся в виде самоподдерживаемых пористых конструкций, обеспечивающих повышенные количества доступного геттерного материала.

Нет товаров, соответствующих выбору

Страница в разработке - прямо сейчас здесь нет актуальных товаров, соответствующих вашему выбору.
Но у нас есть эта техника. Поэтому свяжитесь с нами по телефону или Email за информацией.