Комбинированный магниторазрядный геттерно-ионный насос Советский патент 1982 года по МПК H01J41/12 

(54) КОМБИНИРОВАННЫЙ МАГНИТОРАЗРЯДНЫЙ ГЕТТЕРНО-ИОННЫЙ НАСХС

1

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

Известен кок инированный магнито. разрядный геттерно-ионный насос, ссдерн.жашвй магниторазрядную ступень откачки я испаритель геттера 13.

Эффективность откачки такого насоса невысока из-за недостаточной нонизашш газа в области между испарителем гет тера и магниторазрядной ступенью откачки.

Известен также комбинированньтй маг ниторазрядный геттерно-ионный насос, содержащий герметичный корпус с карма нами и магшггоразрядными блоками в них, испарителем геттера и ионизатором газа в области между испарителем и карманами Е2} .

В этом насосе ионизатор выполвш в виде сетки, окружающей испарительный элемент и поддержиоваемой шэд волож те.льным потенциалом. Одиако откачввак шее действие такого ионизатсфа малом эффективно, так как электроны, проиаводяшие ионизацию, быстро уходят на cet чатый анод, а положительные газа не могут попасть на корпус, где они могли бы быть покрыты иалылаюйшнмtoся с испарителя геттером, поскольку корпус имеет потенциал основж)го авода не может служить коллективом положительяых ионов. Поэтому ионы собираются только на торцовых катодных поверхноо

ts тях, обращенных в центральную полость и имеющих малую площадь. В силу этих 1ФИЧИН снижается эффективность откачки.

Целью изобретения является повыше20ние эффективности откачки.

Поставленная цель достигается тем, что в комбинированном магниторшзрядном геттерно-ионном насосе, содержа щем герметичный корпус с размещенными в нем карманами и магниторазряд.ными блоками в них, испарителем геттера и ионизатором газа в области между испарителем и карманами, ионизатор газ выполнен в виде ультразвукового излуча теля. 1 На чертеже схематически изображен предлагаемый комб1шированный магниторазр5здный реттерно-иониый насос. Насос содержит корпус 1 с входным патрубком 2 и карманами 3, в которых размещены магниторазряиные 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. К аноду 4 прикладьюается высокий электрический потенциал порядка 7 кВ. Катодная пласт ша 5 и корпус 1 насоса заземлены. Под действием ультразвуковых колеба НИИ, излучаемых излучателем 7 в область между испарителем 6 и карманами 3 с магниторазрядными блоками, образуются так назьтаемые кавитационные полости, в которых в результате возникновения больших электрических напряжений частицы газа подвергаются процессам ионизации, активахши и диссоциации. Следствием этих процессов является появление в объеме 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, существун щее между испарителем 6 и анодами 4 за счет высокой разности потенхшалов между ними. Приобретая энергию в этом поле, ионы ускоряются и достигают отрицательно 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 чего уходят на аноды магниторазрядных блоков. Возбуждение ультразвуковыми колебаниями, ионами и электронами повьпиает химическую активность атомов откачи- ваемого газа. Химическое сродство межд атомами титана, например,и, возбужденным атомом или молекулой газа выше. чем в случае взаимодействия титана с невозбужденными частицами газа. Усиленное химическое связыва1ше происходит как в парах геттера, так и на напыленной пленке при нахожде1ши вблизи нее акт№вированных частиц газа. Компоненты, на которые распадаются вследствие диссоциации такие сложные молекулы, как СО, СО, HjO, СН4 и другие, лучше откачиваются. Такие молекулы после расщепления либо ион№зируются и в вида 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 уг лерода, вьоделяющегося в результате термической диссоциации углеродных соединений с водородом и другими газами вблизи накопле1шого испарителя, в совокупности с атомами и молекулами откачиваемого раза и образующейся плазмой. Опыт показывает, что в диапазоне давлений 66-1О Па наиболее эффективны частоты ультразвуковых колебаний от 10 до 100 кГц. При этом значения частоты первой половины диапазона соответствует давлениям - 10 Па, а второй половины - давлением 6610 Па. Интенсивность колебаний ультразвукового излучателя в диапазоне (1-15)-1О Вт/м позволяет возбуждать колебания частиц с учетом состава ср&ды, частоты и глубины распространения ультразБковых колебаний. По сравнению с известными насосаMHj в которых число вырабатываемых ионов в пусковом режиме мало из-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 ъоэбужденных атомов и молекул газа, а избирательность откачки снижается, поскольку ионизируются все газовые молекулы независимо от рода газа, ионы кото рых, попадая на коллекторы, надежно з муровываются геттером в местах их собирания. Таким образом, высокая эффективность откачки, заключающаяся в увеличении пус кового давления, сокращении времени запуска насоса, повышении его быстроты откачки при высоких давлениях, достигает ся аа счет усиления элементарных процес сов в центральной полости насоса, что обеспечивается ионизирующим действием ультразвукового излучения в области между испарителем геттера и карманами магниторазрядных блоков. Формула изобрете Комбинированный магнйторазрядный геттерно-ионный насос, содержащий герметичный корпус с размещенными в нем карманами и магниторазрадными блоками в них, испарителем геттера и ионизато ром газа в области между испарителем и карманами, отличающийся тем, что, с целью повьщ1ения эффективности откачки , ионизатор газа выполнен в виде ультразвукового излучателя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Физика и техника вакуума. Сб. статей. Изд-во Казанского университета, 1974, с. 423. 2.Авторское свидетельство СССР № 387465, кл. Н О1 J 41/00, 1973.

ttf

tt