Методи за създаване на висок вакуум

Стилът на тази статия или neentsiklopedichen нарушава правилата на българския език.

Първите изследвания на вакуума могат да бъдат отнесени към времето на Torricelli. когато след създаването им габарит започна изучаването на т.нар Torricellian вакуум, възникнали в едната живак манометър на живак повърхност. За дълго време е имало спорове за степента на вакуум в тази област. Сега е ясно, че налягането в тази област е около 10 мм живачен стълб -3 (Наситен налягане живачни пари при стайна температура), че в модерен класификация се отнася до нисък вакуум област. Въпреки това, този метод на изпомпване макар и дава възможност да се създаде достатъчно добра вакуум е достатъчна за извършване на някои експерименти. обаче този метод значителен обем изпомпване не е възможно. В допълнение към много експерименти изискват висока (10 -6) или свръхвисока (10 -9) вакуум.

Специални помпи (освен, че е необходимо да се използва затопля със специални тефлонови или метални уплътнения системи за създаване на ултра-висок вакуум) са използвани за получаване на такъв висок вакуум. За да се получи висок и ултра-висок вакуум евакуация се използва комбиниран. Foreline изпомпване се извършва такава механична помпа, или ако висок вакуум помпа е orbitron, cryosorption помпа вакуум, създаден от помпа, която осигурява вакуум достатъчно, за да започне високо вакуумни помпи.

Два вида на високо-вакуумна помпа: magnitorazryadnye и дифузия (тяхното използване е свързано с възможността за тяхното използване без ограничен в момента (поради липсата на средства) на течен азот).

Принципът на работа magnitorazryadnyh помпи на базата на няколко ефекти. Произход е geternye свойства прясно депозиран титан фолио (той обхваща молекули на остатъчните газове), който се използва в orbitron тип помпа, в които създаването на прясно депозиран филм се извършва чрез термично разпрашаване на титан, и изложени на електромагнитното поле йонизиран газ молекули, които ги инжектира в титан и по този начин се пулверизира титан, създаване на прясно депозиран титанов филм.

Принципът на работа е подобен на прахосмукачката дифузия помпа, която се използва за замазване. Създава поток на работното газови молекули увлича остатъчните газове молекули.

В допълнение към свръхвисока вакуум като предварително евакуиране средства, използвани cryosorption помпа се създава вакуум достатъчно да тече orbitron, cryosorption принцип помпа на действие се основава на зависимостта на нейните абсорбиращи свойства на температура материал. За изпомпване хетеро (което често е активен въглен) се охлажда с течен азот, като по този начин му geternye свойства се подобряват и активно абсорбира газ, създаване на вакуум. Както свръхвисока вакуум може да бъде получена в пространството с помощта на налягането суперсплави външния цилиндър във вакуум пространство, последвано от херметично затваряне на контейнера по време на това намиране на това място. В този случай, при използване на специални филтри nepozvolyayuschih се в цилиндъра микрочастици е в космоса вещество може да бъде получен по този начин, чист, свръхвисока вакуум, в който обработва за получаване на наземни условия, в момента все още не е изобретил.

Предимства и недостатъци на различните видове високо вакуумни помпи

Дифузионни помпи, са сред най-ранните видове помпи, използвани за генериране на вакуум, която е недостижима за механични помпи. Първоначално, работния флуид е живак (за създаване на синтетични, термично стабилна, като масла налягане ниско пара), което доведе до значителни трудности, тъй живак активно взаимодейства с метали, особено при високи температури, в допълнение, живак е токсичен, тя представлява опасност за персонал както и в работата на помпата и в извънредни ситуации, като например неговото унищожаване. След създаването на синтетично масло от изоставен живак, но имаше проблеми с термичното разлагане на системи замърсяване масло и масло вакуум. Насипни модел дифузия помпа позволява да се получи вакуум от 10 -4 10 -5 тора могат Ако се използва охлаждаща, налягането може да се постигне някъде в порядък по-добре. Предимствата на дифузионни помпи прилага висока скорост на изпомпване, без използването на течен азот за охлаждане, достатъчно висока серия налягане, възможността за излагане на атмосферата (когато помпата се спира). Заслужава да се отбележи липсата на ефект памет дифузионни помпи и помпени селективност. Въпреки това, тъй като системата на вакуум е замърсена с масло, използването на дифузия помпа като средствата за предварително нагнетяване се рядко, в допълнение към спиране на процеса изисква изпомпване forepump която изисква наблюдение на системата при спиране. Друг важен недостатък, свързан със заразена система масло е бързото неуспеха на лампи йонизация Gage.

Geterionnye помпи. Помпи Nord - позволява да се получи налягане 10 тора -7 Освен това, вакуумът не е замърсена с масло (ако петролните парите да влизат в подкрепа помпата е сведена до минимум, като се използват различни, включително на замразяване, капани). Въпреки това, помпи от този тип лошо евакуирани масло, което може да влезе в системата по време на изпомпване forepump са по-малко в сравнение със скоростта на дифузия на евакуация, при проектирането им има много дефицитен титан трябва да има много силна, скъпи магнити работа, която изисква повишено внимание. Въпреки това, ако се удари от forvakuumngo маслена помпа е сведена до минимум, за изпомпване е не много големи обеми geterionnye помпи позволяват да се получи висок вакуум, не е заразена с масло, да се отбележи, че лампата за йонизация манометър използва за контрол вакуум, създаден от този тип помпа работи много по-дълго, отколкото с изпомпва дифузия помпи системи.

Помпи Orbitron. Тези помпи могат да бъдат наречени дефектен Norden, те позволяват да се получи висок вакуум в сравнение с Norden, затопля във вакуумни системи могат да получават 10 -9 мм живачен стълб Наименованието "Nord дефектен" се дължи на факта, че Orbitron използва само един механизъм на свързване остатъчни газове, въз основа на свойствата на прясно geternyh титанов филм. Заслужава да се отбележи, че Orbitron, ако не е странно, че е по-добре отстраняване на маслото (въпреки че, както обикновено, за предварителна евакуация за orbitron използва cryosorption помпи масло замърсяване на системата е по-малко, отколкото когато се използва механична предния вакуумни помпи). Orbitron имат по-висока скорост на нагнетяване (спрямо Nord). старт налягане ниско, което налага използването на cryosorption помпа изисква течен азот, висока консумация на титан - за недостатък.

Cryosorption помпа (за разлика от панели на замръзване), използвани като предварителна евакуация средства за започване orbironov. Една от основните техните недостатъци, особено забележими след разпадането на Съветския съюз - това е необходимо да се използва за работата си течен азот. Освен това, след изпомпване, той е длъжен да ги възстанови достатъчно дълго, за вакуум от отопление. Въпреки това, те имат редица preimuschestv- ниска (за постигане на груб помпа) остатъчно налягане, достатъчно да тече помпите и orbitron тип, който също основно средство cryosorption помпи са напълно безплатно изпомпване.

Трябва да се отбележи, че тези стойности на налягането трябва да се считат (обикновено може да приеме фактор наличие на около 5), известно е показателно, че вакуумът се определя до реда.

Вакуум контрол Методи

За наблюдение на висок вакуум в продължение на няколко причини не се прилагат методи за измерване на налягане, използвани в областта на конвенционалните и умерено високи налягания. Една от причините е, че конвенционалните методи за контрол на налягането се основават на измерване на сила и в случай на дори нисък вакуум ще трябва да се справят с измерване на малки сили, или малка разлика в сила, въпреки че налягането до 10 мм живачен стълб -3 По-възможно със специални дизайни живачни манометри, но за висок вакуум, те не са приложими. Също така имайте предвид, че манометрите течност не може да се измери с налягане по-малко от налягането на наситената пара на работния флуид, различна от тази, те могат да бъдат източник на замърсяване. Вследствие на това, за контрол на вакуум прилагат други методи, които не осигуряват същата точност като конвенционални датчици но имат приемлива точност за въпроси вакуум контрол.

За да контролирате подкрепа помпа използва термодвойка Атмосферно лампата. Тяхната работа се основава на зависимостта на пренос на топлина от натиска. Основните характеристики на дизайна просто им достатъчно жица, отоплението е с постоянен източник на ток, на ток трябва да се държат като постоянни, колкото е възможно, което е заварен към термодвойката. Жицата се загрява от източник на постоянен ток (ток - обикновено е индивидуално по-малко от 150 mA), температурата на нагретия проводник се контролира от термодвойка. Както топлина вход константа (тел се загрява от Joule топлина, топлината се разви в нагревателя е напълно определя от ток през проводник, и неговото съпротивление), температура на проводника се определя чрез пренос на топлина, което, както е посочено по-горе, е зависима от налягането. Лампи от този тип могат да контролират налягането, съответстващо на заден помпа налягане и за определяне на налягането, при което може да се стартира от висок вакуумни помпи. Ползите от тези лампи - възможността за излагане на атмосферата, дори и в най включено състояние. замърсяване вакуум масло също е леко разваля лампите от този тип, но те не могат да се използват за контрол на високо вакуум.

За контрол висок вакуум, при което се извършва за разпрашаване, като се използва йонизация манометрични видове лампи. Тяхната работа се основава на йонизация ток в зависимост от степента на вакуума. Лампата е катод, от които, поради отопление, отделяни електрони между катода и ускорение напрежение на анода се прилага, като електроните се ускоряват, йонизирани молекули на остатъчните газове за развитие ток може да се съди вакуум. За тези лампи Недостатъци включват освобождаването на техния провал, не само в експозицията на лампата работи на атмосферата, но включването му в предварително вакуума. Освен системата за замърсяване с нефт води до бързото му провал.

Трябва да се отбележи, че показанията на два вида лампи зависят от голям брой трудно и трудно падат възпроизводими условия и избраните стойности на отопление на ток, обаче, тези лампи осигуряват достатъчна точност за много експерименти.

Следва да се отбележи, че за контрол вакуум в случай на използване на Norden, или други видове geterionnyh помпи могат да използват йонен ток, който е свързан с вакуум и с приемлива точност може да се счита ток е обратно пропорционално на налягането в помпата в работата си (не за това, стартиране на област), присъства в уравнение I (п) константа, определена например с помощта на манометрични показания например йонизация лампи. Недостатък на този метод е, че контрол на измереното налягане на помпата, която може да се различава значително от налягането в системата се евакуира. Въпреки това, използването на този метод за контрол може да бъде значително намалено износване йонизация лампи.

Предлага свръхвисока вакуум

Когато евакуиране остатъчното налягане на системата се определя от два фактора:

изпомпване скорост и остатъчното налягане и с помпа
проникване на газ в системата чрез различни видове течове.

При работа в висок вакуум област на остатъчното налягане определя главно от използваните помпи.

Въпреки това, когато се работи в свръх високо вакуума е важен феномен десорбция газове конструктивни елементи на системата, феномен се състои в десорбцията на газови молекули абсорбират от системата по време на излагането му в атмосферата.

За ултра-висок вакуум изисква предварително загряване (обезгазяване), за да се освободи от адсорбираните газове. Тук, тъй като отоплението трябва да се извърши (разбира се, трябва да се загреят евакуирани система) до максималната възможна температура, това поражда редица въпроси.

Деформация хетерогенна система части поради различните коефициенти на термично разширение (например метал стъкло, различни жлези и жлези манипулатори)
термичната нестабилност уплътнения.

Ако първият въпрос е успешно решен чрез избора на материали с ниски или близки коефициенти на термично разширение, нестабилността на полимерните уплътнения е ограничаване на температурата на нагряване на фактор (при високи температури, разлагане започва уплътнения и вместо получи замърсяване изпускане на газ). Един от най-стабилните полимери, използвани в системите UHV е тефлонови (различни имена - PTFE, TFE), но заедно с факта, че може да бъде загрята до температура не по-висока от 300 градуса и има тенденция да тече под налягане. За вакуум над 10 ^ -9 тора по-разумно е да се използват метални подложки, вместо удобно полимер. Въпреки това, при използване на метални подложки като трудност при отваряне и затваряне система (подложки се влоши), и тяхното производство не е много лесно, тъй като тяхната заместител, обаче, за създаването на "запис" на вакуум (10 тора -11 ) използването на такива подложки е възможно единственият.

Тази статия или раздел е даден списък на източници или външни връзки. но индивид твърди източниците си остават неясни поради липсата на бележки под линия.

Твърденията не са подкрепени от източници. Те могат да се справи и отстранява. Можете да подобрите тази статия чрез въвеждане на по-точна индикация на източниците.