Комбинированный магниторазрядный геттерно-ионный насос

 

С. Д. Островка, В. Б. Нойсс, Й. А„ .Щманов й"Нф. Гумеров (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) КОМБИНИРОВАННЫЙ МАГНИТОРАЗРЯДНЫЙ

ГЕТТЕРНО-ИОННЫ Й НАСОС

Изобретение относится к вакуумной технике и может быть использовано для откачки электровакуумных и электрофизических приборов, при напылении тонких металлических пленок путем испарения, в ускорителях элементарных частиц и других устройствах.

Известен комбинированный магнито. разрядный геттерно-ионный насос, содер.жащий магниторазрядную ступень откачки и испаритель геттера (13 . .Эффективность откачки такого насоса невысока иск-за недостаточной ионизации газа в области между испарителем rn тера и магниторазрядной ступенью откач.ки

Известен также комбинированный ajax» ниторазрядный геттерно-ионный насос, содержащий герметичный корпус с карма нами и магниторазрядными блоками в них, испарителем геттера и ионизатором газа в области между испарителем и карманами (23 е

В этом насосе ионизатор выполнен s виде сетки, окружающей испарительный элемент и поддерживаемой под положительным потенциалом. Однако откачивакьщее действие такого ионизатора мало

S эффективно, так как электроны, производящие ионизацию, быстро уходят на car чатый анод, а положительные ионц газа не могут попасть на корпус, где оии могли бы быть покрыты иапыляющимся с испарителя геттером, поскольку кор пус имеет потенциал основного анода и не может служить коллектором положительных ионов. Поэтому ионы собираются только на торцовых катодных поверхностях, обращенных в центральную полость и имеющих малую плошадь. В силу этих причин снижается эффективность откачки.

Целью изобретения является повышею ние эффективности откачки.

Поставленная цель достигается тем, что в комбинированном магниторазрядном геттерно-ионном насосе, содержа3 98382 щем герметичный корпус с размещенными в нем карманами и магниторазряд.ными блоками в них, испарителем гетто ра и ионизатором газа в области между испарителем и карманами, ионизатор газа 5 выполнен в виде ультразвукового излучателя.;, На чертеже схематически изображен предлагаемый комбинированный магниторазрядный геттерно-ионный насос. о

Насос содержит корпус 1 с входным патрубком 2 и карманами 3, в которых размещены магниторазрядиые блоки, сос-: тоящие из анода 4 и катодных пластин

5. В центральной камере насоса расположен испаритель 6 геттера. В корпусе . 1 установлен ультразвуковой излучатель

7, колебания которого пронизывают область, ограниченную испарителем и карманами магниторазрядных блоков.,ро

К аноду 4- прикладывается высокий электрический потенциал порядка 7 кВ.

Катодная пластина 5 и корпус 1 насоса заземлены.

Под действием ультразвуковых колеба- 25 ний, излучаемых излучателем 7 в область между испарителем 6 и карманами

3 с магниторазрядными блоками, образуются так называемые кавитационные полости, в которых в результате возник-новения больших электрических напряжений частицы газа подвергаются процес» сам ионизации,активации и диссоциации. Следствием этих процессов является появление в обьеме насоса ионов и новых электронов, возбужденных частиц газа и свободных радикалов, на которые расщепляются молекулы, состоящие из однородных атомов, а также сложных . молекул. На ионы и вторичные электроны действует электрическое поле, существующее между испарителем 6 и анодами 4 за счет высокой разности потенциалов между ними. Приобретая энергию в этом поле, ионы ускоряются и достигают от- 4 рицательно заряженныхэлектродов, в том числе и корпуса насоса, где они покрываются геттером испарителя, а электроны участвуют в дальнейшей ионизации путем столкновения их с атомами газа, после gg чего уходят на аноды магниторазрядных блоков.

Возбуждение ультразвуковыми колеба; ниями, ионами и электронами повышает химическую активность атомов откачиваемого газа, Химическое сродство между атомами титана, например, и, возбужденным атомом или молекулой газа выше, чем в случае взаимодействия титана с невозбужденными частицами газа. Усиленное химическое связывание происходит как в нарах геттера, так и на напыленной пленке при нахождении вблизи нее активированных частиц газа.

Компоненты„ на которые распадаются вследствие диссоциации такие сложные молекулы, как СО, СО2, Н2О, СН. и другие, лучше откачиваются. Такие молекулы после расщепления либо ионизируются и в виде ионов уходят на соответствующие коллекторы и запыляются геттером, либо возбуждаются и химически воздействуют с ним.

Средой для распространения ультразвуковых колебаний служит облако, состоящее из распыляемых части геттера и углерода, выделяющегося в результате термической диссоциации углеродных соединений с водородом и другими газами вблизи накопленного испарителя, в совокупности с атомами и молекулами откачиваемого газа и образующейся плазмой.

Опыт показывает, что в диапазоне давлений 66-10 Э Па наиболее эффективны частоты ультразвуковых колебаний от

10 до 100 кГц. При этом значения частоты первой половины диапазона соответствует давлениям 10 " — 10 Па, а второй половины — давлением 6(.

10 Па. Интенсивность колебаний ультразвукового излучателя в диапазоне (1-15} . 10 Бт/м позволяет возбуждать

2 колебания частиц с учетом состава среды, частоты и глубины распространения ультразвковых колебаний.

По сравнению с известными насосами, в которых число вырабатываемых ионов в пусковом режиме мало и за того, что напряжение разряда падает до

500 В и энергия электронов недостаточна для ионизации, генерация ионов в кавитационных полостях дает возможность увеличить давление запуска насоса до

66 Па и сократить примерно вдвое длительность пускового периода и выхода на рабочий уровень давления. При этом быстрота откачки повышается, так как она зависит от числа ионизированных и во бужденных атомов и молекул газа, а избирательность откачки снижается, нос . кольку ионизируются все газовые молекулы независимо от рода газа, ионы которых, попадая на коллекторы, надежно замуровываются геттером в местах их собирания.

5 983824 6

Таким образом, высокая эффективность . метичный корпус с размещенными в нем откачки, заключающаяся в увеличении пуо- карманами и магниторазрядными блоками кового давления, сокрашении времени в них, испарителем геттера и ионизатозапуска насоса, повышении его быстроты ром газа в области между испарителем откачки при высоких давлениях, достигает- 5 и карманами, отличающийся ся за счет усиления элементарных процес- тем, что, с целью повышения эффектив сов в центральной полости насоса, что ности откачки, ионизатор газа выполобеспечивается ионизирующим действием нен в виде ультразвукового излучателя. ультразвукового излучения в области Источники информации, между испарителем геттера и карманами о принятые во внимание при экспертизе магниторазрядных блоков. l. Физика и техника вакуума. Сб. статей. Изд-во Казанского университета, Формула изобретения

1974, с. 423.

Комбинированный магниторазрядный 2. Авторское свидетельство СССР геттерно-ионный насос, содержащий ге >> N 3874.65, кл. Н 01 J 41/00, 1973.

Составитель А. Захаров

Редактор С. Лыжова Техред M. Надь Корректор H. Буряк

Заказ 9938/64 Тираж 761 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4