濺射離子泵抽氣系統的操作工藝及操作注意事項

2011-01-24 張以忱 東北大學

  下圖為典型的小型濺射離子泵無油超高真空抽氣系統

典型小型濺射離子泵超高真空系統

1.濺射離子泵 2.鈦升華泵 3.高真空 4.真空室 5.粗抽閥 6.分子篩吸附泵 7.管道閥

圖 典型小型濺射離子泵超高真空系統

  系統的操作工藝如下:啟動(冷卻)吸附泵;如果粗抽是用兩級分子篩吸附泵,則先冷卻啟動第一級吸附泵,同時給鈦升華泵通冷卻水。用第一級泵將系統粗抽到1000 Pa 左右,然后快速關閉將第一級吸附泵與粗抽管路隔斷,再用第二級泵將系統抽到0.4 到0.2 Pa。如果采用三級吸附泵粗抽時,則可用第一級泵抽到3000 到5000 Pa的壓力,用第二級泵抽到15 Pa 壓力,第三級泵抽到0.1 Pa。分級抽氣可捕集在粘滯流狀態下進入第一級中的惰性氣體,同時也可減少最后一級抽除的氣體量。這兩者的效果都是降低系統的極限壓力。

  如果系統中有鈦升華泵,則在真空室壓力約為0.5 Pa 時就可以啟動升華泵,開始連續升華,打開高真空閥門對真空室抽氣,當真空室壓力達到0.1~0.05 Pa 時便可啟動濺射離子泵,然后關閉粗抽閥門,將粗抽管道與系統隔開。當系統壓力低于10-5 Pa 時,則可讓鈦升華泵間斷工作,隨著系統壓力的下降,蒸鈦的間隔時間可以一次比一次加長。可使用定時電路來控制鈦升華時間和升華的間隔時間。

  如果在系統運行前,濺射離子泵曾暴露過大氣,則系統的操作順序是先冷卻吸附泵,并接通鈦升華泵的冷卻水,同時打開高真空閥和粗抽閥,按前面介紹過的順序,用吸附泵和鈦升華泵對系統進行粗抽。當接通濺射離子泵電源時,由于泵內電極的出氣,系統的壓力將會升高,所以此時仍需用吸附泵和鈦升華泵進行抽氣,直到把放出的氣體負荷抽完為止。當系統壓力穩定在0.1 Pa 左右時,即可關閉粗抽管路閥門,進而按正常方式連續工作。

  離子泵系統停機前,先將高真空閥關閉,再把離子泵電源關掉,整個系統可保持在真空狀態下,直到下次再用。

操作注意事項

  (1) 濺射離子泵應在低于10-4 Pa 的壓力下穩態運轉。

  (2) 不要在系統壓力高于10-1 Pa 時啟動濺射離子泵。

  (3)不要讓離子泵在較高壓力下抽除大量氦氣。

  (4)真空室放大氣時,應用閥門將濺射離子泵隔斷。

  (5)應按正確順序操作吸附泵。