真空的本質(zhì)是氣體分子濃度較低的空間。因此,只要空間中的氣體分子濃度降低,就可以在不實際進行排氣處理的情況下獲得真空。鈦泵基于這一原理。
鈦原子與空間氣體分子之間的一系列復(fù)雜的物理和化學(xué)反應(yīng)通過加熱,電離等進行,使得氣體分子與鈦原子一起沉積,從而達到降低空間氣體分子濃度的目的。這是鈦泵的基本工作原理。這與壓縮泵的原理不同(即,氣體從一側(cè)壓縮到另一側(cè)以獲得真空)。
2.1,濺射離子泵的原理
早在本世紀初,一些人就在真空管中蒸發(fā)一些化學(xué)活性金屬,與未在管中泵出的氣體發(fā)生反應(yīng),從而降低了空間中氣體分子的濃度。這種金屬以及起相同作用的材料稱為吸氣劑。這種方法稱為化學(xué)清除。實驗表明,當(dāng)鈦連續(xù)蒸發(fā)到冷卻壁上時,可以形成具有相當(dāng)泵送速率的泵,形成簡單的升華泵。
捕獲氣體分子也可以使用電離吸附方法。通過用高速電子轟擊氣體分子可以獲得正離子。通過電場將正離子排出到負電極。中和后,分子之間的范德華力被金屬吸附,不再離開電極。這降低了空間氣體分子的濃度并達到了獲得真空的目的。這種現(xiàn)象稱為電動清潔,使用電動清潔實現(xiàn)脫氣的泵稱為離子泵。離子泵對吸附的氣體沒有選擇性。
離子泵和升華泵均可實現(xiàn)高真空水平,但單獨使用它們來實現(xiàn)更高的真空度可能很困難。這與他們的工作機制有很大關(guān)系。離子泵通過物理吸附捕獲氣體分子的能力是有限的;升華泵產(chǎn)生的化學(xué)鍵能很大,但很容易在其表面形成飽和,影響其對氣體的進一步吸收,升華泵對惰性氣體的吸附效果不好。因此,通過將兩個泵組合成一個,可以獲得具有更好抽吸效果的濺射離子泵。
2.2,濺射離子泵的組成
濺射離子泵主要由四部分組成:陽極,陰極,永磁體和泵體。