Геттерные, ионные изделия, а также их комбинации широко применялись в недалеком прошлом, пока на смену им не пришли агрегаты высокомолекулярного класса, обладающие более современными характеристиками, позволяющими создавать вакуум в 10-6мбар.
Затем были разработаны и введены в строй криогенные насосы, поэтому геттерно-ионные агрегаты стали применяться все реже, хотя они не загрязняют окружающую среду вредоносными парами и могут создавать параметры сверхвысокого искусственного вакуума.
Содержание:
- Особенности конструкции геттерно-ионных насосов
- Вакуумные насосы ионного типа
- Принцип работы геттерных насосов
- Геттерно-ионный насос — практическое использование
Особенности конструкции геттерно-ионных насосов
Конструктивно устройство состоит из герметичной камеры с неподвижными компонентами отличающейся минимальными затратами на обслуживание. Устройство довольно простое: корпус с анодом, испарителями и нагреваемым катодом, который изготовлен из вольфрама.
Вовнутрь подается газ, молекулы которого захватываются слоем предварительно распыленного геттера и удерживаются на специальных панелях внутри изделия. В качестве материала для геттерного покрытия используется йодистый титан или сплав марки ВТ-1-1, в некоторых случаях применяется конструкция, которую изготавливают путем осаждения титана на молибденовой проволоке.
Особенности конструкции геттерно-ионных насосов
Основное преимущество таких изделий — возможность получения чистого вакуума без присутствия паров нефтепродуктов, высокой скорости откачки по активным газам и уникальные, компактные размеры.
Есть и небольшие недостатки: опасность выброса газов, низкое откачивающее действие по инертным газам, а также ограниченный ресурс использования. Отечественные разработчики спроектировали геттерно-ионные агрегаты со скоростью откачки до 4,5 тыс. л/сек.
Вакуумные насосы ионного типа
Откачивающие действия этих устройств основаны на предварительной ионизации поступающего вовнутрь газа и последующем захвате образовавшихся при этом ионов.
Все действия сопровождаются следующими процессами:
- Внедрение ионов с положительным зарядом в материал электрода, у которого заряд отрицательный;
- При этом наблюдается частичная диффузия ионов вглубь материала электрода;
- Ионная бомбардировка электрода происходит постоянно, поэтому в какой-то момент происходит обратное выделение захваченных частиц при повышении концентрации газа в теле электрода;
- Откачивающее действие при повышении концентрации газа несколько снижается.
Вакуумные насосы ионного типа
Такие принципы откачки ранее широко применялись для получения сверхвысокого вакуума в небольших объемах, но сегодня ионные агрегаты на практике не применяются, т. к. процессы, проходящие внутри устройства, требуют большого потребления энергоресурсов. Скорость откачки при этом минимальная, присутствует избирательность откачки по разным газам.
Принцип работы геттерных насосов
Функционирование устройства основано на поглощении неинертных газов активными геттерами, которые присутствуют в виде пленок или твердого раствора. В качестве геттеров применяется титан, который при небольших температурах образует устойчивые соединения с компонентами воздуха.
Для распыления молекул титана применяют такие способы:
Принцип работы геттерных насосов
Для запуска геттерного насоса нужен вспомогательный агрегат объемного типа, например, паромасляное изделие или ТМН.
К недостаткам этих устройств относится сложности обслуживания, ограничение сроков функционирования без остановки, малая скорость откачивания по инертным газам.
Геттерно-ионный насос — практическое использование
Такие экологически чистые изделия активно применяются в промышленности для получения сверхвысокого вакуума, потому что возможности агрегатов с методом оригинального захвата молекул откачиваемого газа и удерживанием их внутри корпуса довольно обширные. Часто они используются в приборах для научных лабораторий: физические ускорители, в исследовании поверхностей различных материалов и. т. д.
Геттерно-ионные агрегаты довольно часто применяются при производстве вакуумным способом труб разного диаметра из синтетических материалов, изготовлении полупроводниковой продукции, в обеспечении симуляторов открытого космического пространства при подготовке космонавтов к длительным полетам.
Геттерно-ионный насос — практическое использование