Charakteristika von Ionengetterpumpen

Ionengetterpumpen zeichnen sich durch verschiedene Eigenschaften aus. Ausführliche Informationen dazu erhalten Sie auf den unten aufgeführten Charakteristika.

Saugvermögen

Wie bei jeder Vakuumpumpe ist auch bei den IGPs das Saugvermögen der Parameter, der den Enddruck eines Vakuumsystems und die Zeit bis zu seinem Erreichen bestimmt. Die Geschwindigkeit, mit der ein bestimmtes Gas gepumpt wird, hängt von den chemischen und physikalischen Eigenschaften des Gases ab. Hierzu gehören die chemische Affinität zu Gettermaterialien, die Ionisierungsenergie, die Masse und die Größe der Moleküle.

Im Zusammenhang mit IGPs spricht man oft von reaktiven Gasen, womit die oben genannte Affinität zu Gettermaterialien gemeint ist und von Edelgasen, die aufgrund ihrer hohen Aktivierungsenergien in diesem Zusammenhang als inert angesehen werden. Die reaktiven Gase können chemisch mit den Kathodenmaterialien der Pumpelemente reagieren und feste Verbindungen bilden. Ein ionisiertes Sauerstoffmolekül kann z. B. ein Elektron aus einem Titan-Atom der Kathode herausschlagen und mit letzterem reagieren. Das neu gebildete Titandioxid-Molekül ist neutral im festen Zustand, eine Gasrekombination an das System ist aufgrund der Ionisierungsenergien ausgeschlossen. Edelgase hingegen sind unter den UHV Bedingungen inert und damit nicht reaktiv. Deshalb werden sie auch nicht chemisch gebunden. Edelgase können nur durch Physisorption (physikalische Bindung) auf den Oberflächen oder Implantation in den umgebenden Wänden der Pumpe gebunden werden.
Das Saugvermögen von IGPs hängt zusätzlich zur Gasart auch von der Konstruktion der Pumpelemente ab.

Sättigungseffekte

Bevor eine IGP erstmalig in Betrieb geht, sind die Kathoden ungesättigt und das Kathodenmaterial hat noch keine Gase gebunden. Eine neue IGP pumpt bis zum doppelten Saugvermögen des gesättigten Zustands. Nach einigen Betriebsstunden (bei typischen Anfangsdrücken) mit einer konstanten Gaslast erreicht die Pumpe einen stabilen Zustand, in dem die Menge des gepumpten Gases gleich der Gasmenge ist, die von den Pumpenwänden freigesetzt wird. Wenn sich die Hauptkomponente des Gases ändert, ist dieser Effekt erneut zu beobachten, bis die Pumpe mit der neuen Gasart gesättigt ist.

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