+7 (495) 664 22 07 baza@vacuumpro.ru

Вакуумные сублимационные насосы

Сублимационные насосы (испарительные геттерные насосы) - это устройства, которые осаждают пленку реактивного металла на выбранный субстрат либо непрерывно, либо периодически. Титан - это предпочтительный металл, который осаждается из высокотемпературного источника. Титан испаряется из источника, переходя непосредственно из твердой в парообразную фазу. Это свойство титана позволяет осуществлять прямое электрическое нагревание титановой проволоки, для того чтобы обеспечить соответствующую скорость сублимации без плавления проволоки.

Удаление газа посредством сублимационного насоса включает процесс хемосорбции на поверхности титана. Большинство газов сорбируются только на поверхности (единственным исключением является водород). По мере увеличения покрытия поверхности быстрота действия уменьшается, становясь незначительной, как только поверхность будет полностью покрыта одним адсорбированным слоем. Вероятность того, что атом или молекула реактивного газа будут адсорбироваться при первом ударе на атомно чистой титановой поверхности, находится в пределах от 10 до 100%, в зависимости от конкретного газа. По мере того, как поверхность покрывается слоем молекул газа, эта вероятность падает на один или два порядка! Когда вакуумная камера находится в диапазоне сверхвысокого вакуума, скажем, 10-9 мм рт. ст., потребуется от двух до трех часов для образования мономолекулярного слоя, чтобы за короткий период сублимации в течение часа формировался новый слой чистого титана, поддерживая высокую среднюю быстроту действия. Время, которое требуется для формирования пленки, зависит от скорости сублимации и от площади, которую необходимо покрыть. Большая площадь поверхности соответствует большей быстроте действия, но требует большего общего количества титана, осаждаемого каждый раз. Если сублимационный насос работает при более высоких значениях давления, периоды между работой сублиматора (испарителя) должны уменьшаться, а при самой высокой практической скорости сублиматор должен работать непрерывно с тем, чтобы поддерживать скорость сублимации несколько выше, чем скорость, при которой газ реагирует с титаном. Важно отметить, что даже при самых высоких значениях давления, при которых сублиматор, вероятно, будет работать, скажем, 10-5 мм рт. ст., средняя длина свободного пути молекулы азота равняется приблизительно 500 см, так что вероятность реакции азота с титаном на газовой фазе весьма незначительная.

Существует предел верхнего давления, равный приблизительно 10-4 мм рт. ст. для эффективной работы сублиматора. Под действием атмосферы поверхность сублиматора почти мгновенно покрывается сильно связанным хемосорбированным слоем, главным образом, кислорода и азота. Этот слой не десорбируется при рабочей температуре, а диффундирует внутрь объема титана, оставляя чистую поверхность на титановой нити, на которой может происходить дальнейшая хемосорбция. Когда присутствует хемосорбированный слой, сублимация титана сильно затормаживается. Следовательно, если нить нагревается, когда давление системы слишком высокое, хемосорбция газа на горячей поверхности будет превышать скорость диффузии вобьем, сохраняя тем самым полный поверхностный слой. Аналогичное явление отмечалось в источниках и по сублимации иттрия. Поскольку сублимация подавляется, слой титана не осаждается на стенках системы, и в сущности все геттерирование газа должно происходить на малой площади горячего сублиматора. Следовательно, эффективная быстрота действия остается очень низкой. В отличие от этого, если давление системы находится в низкой области 10-5 или 10-6 мм рт. ст., скорость диффузии будет превышать скорость геттерирования на ее поверхности, в результате чего сублимация будет продолжаться. Площадь поверхности осажденного титана скоро будет значительно превышать площадь поверхности горячей нити, поэтому основная часть геттерирования переходит с поверхности горячей нити на поверхность осажденного титана. Геттерирование всегда имеет место на горячей нити, но при более низких значениях давления, оно слишком мало для того, чтобы поддерживать значительное покрытие поверхности на сублиматоре и при этом обеспечивать соответствующую работу.

Типичная температура сублимации титана составляет приблизительно 1550 °С, она соответствует давлению пара 10-4 мм рт. ст. и скорости сублимации, равной приблизительно 0,05 г/ч на каждый квадратный сантиметр площади горячего титана; эта скорость очень приблизительно соответствует быстроте действия (или геттерированию), необходимой для того, чтобы обеспечить производительность 10-3 мм рт. ст. л/с. Большинство сублиматоров используются только при значениях рабочего давления ниже 10-6 мм рт. ст., обеспечивая таким образом разумный срок службы до замены сублиматора. Конструкция промышленных сублиматоров рассматривается ниже.

Группа РОСВАКУУМ

Адрес: 107023 Россия, г. Москва, Электрозаводская улица, 21

Часы работы офиса: с 9:00 до 18:00 по Москве.

 

Телефон: +7 (495) 664-22-07

E-mail: baza@vacuumpro.ru

 

Чтобы заказать бесплатный подбор оборудования, отправить заявку, запрос или получить консультацию инженеров - свяжитесь с нами по телефону или E-mail.

В базе 310 производителей и поставщиков вакуумного оборудования и техники (РФ, СНГ и зарубежные компании). Цены, наличие на складах и технические характеристики оборудования и техники уточняйте только по электронной почте E-mail.