鈦泵的工作原理

真空的本質(zhì)是具有較低氣體分子濃度的空間。因此，真空可以通過降低空間中氣體分子的濃度而獲得，而不需要實(shí)際的排氣過程。鈦泵是基于這一原理制造的。鈦原子通過加熱、電離等方法與空間氣體分子發(fā)生一系列復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，使氣體分子與鈦原子一起沉積，從而達(dá)到降低空間氣體分子濃度的目的。這是鈦泵的基本工作原理。這與壓縮泵的原理不同（即氣體從一方壓縮到另一方獲得真空）。

濺射離子泵的原理

早在本世紀(jì)初，一些化學(xué)活性強(qiáng)的金屬就蒸發(fā)在真空電子管中，與管道中未清洗的氣體發(fā)生反應(yīng)，從而降低了空間中氣體分子的濃度。這種金屬和具有相同功能的材料被稱為吸氣劑，這種方法被稱為化學(xué)去除。實(shí)驗(yàn)證明，鈦可以連續(xù)蒸發(fā)到冷卻墻上，形成相當(dāng)快的泵和簡單的升華泵。

電離吸附也可用于捕獲氣體分子。正離子可以通過高速電子轟擊氣體分子獲得。正離子在電場的作用下被驅(qū)逐到負(fù)電*。中和后，由于分子間的范德瓦爾斯力被金屬吸附，不再離開電*。這降低了空間氣體分子的濃度，達(dá)到了獲得真空的目的。這種現(xiàn)象稱為電清除，通過電清除達(dá)到除氣目的的泵稱為離子泵。離子泵對(duì)吸附的氣體沒有選擇性。

離子泵和升華泵都可以獲得很高的真空度，但很難單獨(dú)使用它們來獲得更高的真空度。這與它們的工作機(jī)制有很大關(guān)系。依靠物理吸附的離子泵捕捉氣體分子的能力有限；升華泵雖然產(chǎn)生較大的化學(xué)鍵，但表面容易飽和，影響氣體的進(jìn)一步吸收。升華泵對(duì)惰性氣體的吸附效果不好。因此，結(jié)合兩種泵可以獲得更好的吸氣效果。

濺射離子泵的組成

濺射離子泵主要由陽*、陰*、永磁鐵和泵體組成。

陽*是一種由多個(gè)不銹鋼制成的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。陰*是兩塊平行的鈦合金板，將陽*夾在中間，保持一定距離，并通過高壓絕緣陶瓷連接。陽*施加3~7kVDC高壓，陰*接地。陰*板內(nèi)部密封，泵體外吸附兩塊永磁鐵。磁場方向垂直于*板，磁感應(yīng)強(qiáng)度為1000~2000gs。

濺射離子泵的工作過程

濺射離子泵又稱潘寧泵，顧名思義，是利用潘寧放電進(jìn)行除氣。濺射離子泵是目前較好的真空泵設(shè)備。

濺射離子泵的工作過程比較復(fù)雜，可簡單概括如下：

首先，當(dāng)電源啟動(dòng)時(shí)，陰陽*板之間會(huì)產(chǎn)生高壓。由于水平間距很近，根據(jù)E=U/d，電場強(qiáng)度E值很大，尤其是在陽*筒壁的邊緣。在強(qiáng)大的電場和平行磁場的作用下，電子通過螺旋線高速運(yùn)動(dòng)，大大提高了與氣體分子碰撞的概率。電子在空間與氣體分子碰撞中產(chǎn)生正離子和二次電子，產(chǎn)生的電子繼續(xù)與氣體分子碰撞，產(chǎn)生新的正離子和電子。這種放電稱為潘寧放電，可以在很低的壓力下進(jìn)行。

氣體分子電離后形成的正離子加速向陰*板移動(dòng)。由于能量大，沖擊陰*時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的濺射，大量鈦原子被轟擊，沉積在陽*壁和陰*板上受離子轟擊較弱的區(qū)域，形成新鮮的鈦膜吸附活性氣體，惰性氣體埋在陰*濺射較弱的區(qū)域。