Характеристика геттерно-ионных насосов

Подробную информацию о свойствах различных геттерно-ионных насосов Вы найдёте ниже.

Скорость откачки

Скорость откачки насосов - это параметр, определяющий конечное давление и время его достижения. Скорость, с которой откачивается определённый вид газа, зависит от его химических и физических свойств:  химического сродства с геттерными материалами, энегрии ионизации, массы и размера молекул.

Говоря о геттерно-ионных насосах, следует иметь в виду реактивные газы, а именно их сродство с геттерными материалами, и благородные газы, имеющие свойства инертных газов из-за их высокой энергии активации. Реактивные газы вступают в химическую реакцию с материалом катода насоса, образуя прочные соединения. Ионизированная молекула кислорода может, например, выбивать электрон из атома титана на катоде и вступать с ним в реакцию. Образовавшаяся молекула оксида титана ведёт себя нейтрально, и рекомбинация газа в системе не происходит по причине энергии ионизации. Инертные и нереакционноспособные благородные газы в условиях UHV не вступают в химическую связь. Благородные газы могут связываться на поверхностях только путём физической адсорбции или имплантации на стенках насоса.
Скорость откачки геттерно-ионных насосов зависит не только от вида газа, но также от конструкции откачивающего элемента.

Эффект насыщения

До первого использования геттерно-ионного насоса катоды ненасыщены и на поверхности катодов газы ещё не связаны. Новый геттерно-ионный насос откачивает почти с двойной скоростью откачки до состояния насыщенности. После нескольких часов эксплуатации (при обычном начальном давлении) насос достигает стабильного состояния, при котором количество откаченного газа равно количеству освобождённого со стенок насоса газа. Если газ изменяется, этот эффект наблюдается опять, до тех пор пока насос не насытится новым видом газа.

Стабильность

Неизменяемость или стабильность давления - это способность насоса сохранять постоянное давление при постоянном давлении газа. Различные материалы катода имеют различные уровень стабильности и скорость откачки. Титановые катоды не изменяются при откачке реактивных газов. К сожалению, при откачке благородных газов (свойственно аргону) титановыми катодами возникает неустойчивость. Благородные газы не вступают в реакцию с титаном и при столкновении имплантируются в титановый катод. Это происходит в центрах отдельных клеток. Возможно, эти газы освобождаются при дальнейшей бомбандировке ионов и распылении катодов. Альтернативно можно использовать катоды из тантала. Они поддерживают стабильный процесс откачки, хотя и не удерживают благородные газы. Ионы, втсречающие танталовые катоды, могут обратно рефлектироваться в IGPs как нейтральные атомы. Эти атомы обладают обычно достаточной кинетической энергией, чтобы имплантироваться при попадании на другие области насосного элемента (например, внутри расположения анодов). Там, как правило, не происходит распыление или распыление настолько минимально, что уже имплантированные атомы не освобождаются и остаются в твёрдом теле.

Стартовое давление

Перед началом эксплуатации многих геттерно-ионных насосов необходима предварительная откачка вакуумной системы. Геттерно-ионные насосы диодного типа следует запускать при начальном давлении <10-4 mbar. При этом давлении ионизация происходит только на анодах откачивающего элемента. При ионизации вне откачивающего элемента электроснабжение насоса не может сохранять электрическое поле. В результате электрической разрядки заряженных частиц возможно "виртуальное замыкание". Поэтому контроллеры следят за процессами, ограничивают эффективную мощность и защищают насос от повреждений.

Срок годности

Как правило, срок годности геттерно-ионных насосов определяется количеством материала на катоде. Электрические утечки между анодом и катодом, вызываемые распылёнными и затем осаждёнными металлическими слоями, также могут ограничивать срок службы насосов.