典型的分子泵加鈦升華泵組合的真空抽氣系統

2010-05-09 張以忱 東北大學

  圖1 所示為典型的分子泵鈦升華吸氣泵真空抽氣系統。該系統各零部件均按超高真空衛生條件進行清洗后組裝。渦輪分子泵,鈦升華泵的冷卻水壓力為0.03 MPa,鈦升華器可連續調節升華率。系統漏氣率<10- 8 Pa·L/s,系統預抽真空為1 Pa,環境工作溫度為20~25℃。

分子泵加鈦升華泵真空系統

1.分子泵 2.冷阱 3.放氣 4.鈦升華泵 5. 電離規 6. 熱傳導規 7.粗抽閥 8.機械泵 9.前級閥 10.高真空閥

圖1 分子泵加鈦升華泵真空系統

  在系統中正確地使用鈦升華泵是一個很重要的問題。一般應該隨著系統真空度的變化采用不同的鈦升華率和工作周期,其目的是節約鈦的消耗量,以延長鈦升華器的使用壽命。

  該系統組裝好后,如果各部份都不烘烤去氣。開動機械泵預抽真空,當真空達到1 Pa 時啟動渦輪分子泵。系統最終可達到的真空度為10- 5 Pa。如果對系統烘烤去氣, 渦輪分子泵烘烤85℃,鈦升華泵烘烤350℃,B- A 規管(或冷磁控規管)烘烤350℃,烘烤時系統內抽預真空為1 Pa。經過徹底烘烤除氣(~24 h)后,啟動渦輪分子泵和鈦升華泵一同工作,該系統最終真空度可達到1.5×10- 9 Pa。

  采用渦輪分子泵和鈦升華泵組合系統的優點如下:

1.系統的極限真空度有所提高

  兩泵組合使用后系統的極限真空度有所提高,在不烘烤的情況下也可以提高一個數最級以上,而且系統進入高真空的時間短,故特別適用于不允許烘烤而工作周期短的無油真空系統。通過烘烤去氣后,該系統最終能達到10- 9 Pa的真空度。可以用于極限真空度高的無油真空系統中。另外,分子泵加鈦升華泵系統的使用與維護方便,成本低廉。

2.抽速增加

  該系統對空氣、氮氣、氫氣的抽速都大于該系統兩泵單獨抽速相加關系。抽速的增加可以解釋為氣體中的惰性氣體被分子泵排走,而且質量越大,排走的幾率也越大,這樣升華泵內鈦膜被惰性氣體占去的空位幾率少,能充分發揮鈦升華泵鈦膜的有效吸氣作用。鈦膜對象氬這樣的惰性氣體的吸氣能力較低,惰性氣體主要由分子泵來抽除。只要不用該系統來排除純惰性氣體或含惰性氣體多的氣體。該合系統的適用性是很強的,對提高真空系統的性能和降低成本是大為有利的。