真空离子泵的工作原理

问题描述

精选答案

离子泵能将真空室抽到超高真空范围内。在离子泵起动前，真空室的压强需达到中真空范围的下限(～10-2托)。通常，采用吸附泵来产生要求的中真空。离子泵一旦起动，可在无其它泵协助的情况下工作。

离子泵的工作原理，在2个平面阴极之间是一个蜂窝状的阳极结构。所加磁场垂直于阴极板，并平行于蜂房的轴。电子围绕磁力线作螺旋运动，使气体分子电离，电离产生的电子接着使其它气体分子电离。在碰撞过程中，电子交出能量，并逐渐向阳极移动。正离子则加速向由钛制成的负极移动。离子与钛互作用，至少发生3种抽气作用。

(1)离子使钛阴极材料溅射出来，它沉积并作为吸收膜，吸收活性气体(比如氮气、氧气和氢气)。

(2)有一些能量足够大的离子，能够埋藏在电极表面内，它们通过离子注植入被吸附。这个过程对所有类型的离子，包括稀有气体或惰性气体都是有效的。

(3)使用三极管离子泵来增加泵对惰性气体抽气能力是可能的，因为从阴极飞溅出的钛可将气体原子埋在靶子电极上。