薄膜物理与技术第一部分第二章.pptx

? 此外，有的泵对样品室有油污染，有的没油污染各种泵基本分类情况前级泵(低真空泵)次级泵(高真空、超高真空泵)压缩型机械泵、罗茨泵(有油)扩散泵(有油、高真空泵) 涡轮分子泵(无油高及超高真空)吸附型吸附泵(无油)升华泵，升华离子泵，溅射离子泵，低温泵（无油及超高真空）二. 真空泵的基本参数1. 抽速s含义：入口处某气压下，单位时间流入泵内的气体体积or3. 流导C(1) 定义：单位压强差的流量即用于衡量管道时气体的传输能力大小主要取决于管道几何尺寸和形状(2) 长圆管道的流导条件：粘滞性流动时(3) 圆孔的流导 (分子性流动）4. 流动形式判别法: (克努曾判别法)5. 极限压强Pu泵对不漏气容器抽气时，经足够长时间所达到的最低平衡压强6. 最大工作压强泵能工作所允许的最大压强7. 压强的运用范围泵具有相当抽气能力的压强范围§1. 旋片式机械泵1 机械泵的Pu: 5*10-4乇 机械泵的用途：抽低真空；扩散泵、分子泵的前级真空泵 机械泵的结构：由工作室、进气管、排气阀、油腔、气镇阀、马达构成?工作室包括：定子、转子、旋片旋片装于转子上并将定子分成三部分：吸气空间；膨胀压缩空间；排气空间。2 工作原理：（见原理图）利用转子及其上的旋片的高速旋转使分成三部分的各泵腔容积发生周期变化来完成吸气和排气。?3 泵的有害空间：旋片、定子排气口、转子与定子接触处三者构成的空间。此空间的气体无法被旋片扫出排气口。4. 影响极限真空的因素: 有害空间的存在 加工精度 材料放气、漏气泵油受热分解?5. 提高极限真空的措施:?6.气镇阀的作用:?7. 泵油的作用与选择:8. 使用的注意事项: (1). 在新场所首次使用前需检查马达转向 (2). 停泵时注意避免返油 (3). 需水冷的泵使用时应先开冷却水;用油正确，油量合适 § 2. 罗茨泵§ 3. 扩散泵抽速： 几百到几千L/sec。极限真空： 10-7 Torr。特点： 抽速大，寿命长，易维修。缺点： 会意外返油，使真空系统造成长久污染。用途： 次级泵，非常适合动态真空系统中使用。工作压强： 10-2 Torr以下工作机理：1）工作液体被加热器加热，产生蒸汽；2）蒸汽从喷嘴向下、向外喷出；3）从入口处进来的气体被蒸汽裹入，产生向下的动量；4）带有气体的蒸汽以超音速喷向泵壁；5）蒸汽和气体混合物与水冷的泵壁接触，蒸汽被冷凝，再进入加热器；裹夹的气体分子仍以获得向下的动量运动，在底部被前级泵抽走。扩散泵的结构与组成:l?由泵体（带冷却水管）、泵芯、电炉 挡油气组成l?迷宫式泵油分馏器 必要性: 自动分馏原理:?对扩散泵油的要求:1.室温时饱和蒸气压要低——利于提高Pu 沸腾时饱和蒸气压要高——便于在较高的出口压强下工作2. 热稳定性好 抗氧化性能好 化学性质好、无毒3.表面张力强4. 闪点高、沸点低、汽化热小??8. 扩散泵的使用注意事项:（1）样品室及扩散泵用机械泵抽到10-2乇才能加热泵油（2）加热扩散泵前应先开冷却水（3）扩散泵工作时始终必须有冷却水和机械泵（4）要用扩散泵抽样品室前，样品室真空度不低于10-2乇（5）扩散泵下部冷后才能停水、关机械泵（6）泵油量合、水量适、加热功率正确§4.吸附泵与低温泵 （1）极限真空与用途: 单泵时: 1 Pa; 双泵联用： 10-2 Pa； 用于配合离子泵抽超高真空 （2）吸附泵结构: （3）抽气原理: 利用微孔材料低温下大量吸气的原理 （4）分子筛的特点: 高效吸附；选择吸附；可再生 (5）吸附泵的使用: 对分子筛加热再生（300-350度); 当抽气能力明显下降时要550度激活§5. 升华泵抽速： 10 ~ 106 L/sec。极限真空：水冷时： 10-5 - 10-6 Pa 液氮冷： 10-9 Pa优点：对活性气体抽速大（有的可达106 L/sec）缺点： 对甲烷和惰性气体抽速很小；用途： 快速提升真空度时用，作次级泵；为节省钛，采用间 断性运行钛升华器 升华泵:操作要领：1）在真空压强小于10－6 Torr时使用；2）使用前对Ti除气3）不要连续使用时间过长，特别是在压强较高时，否则会脱附大量过去吸附的气体，污染样品。各种常见气体在不同的温度下，在Ti材料上的吸附速度数据见图升华泵的使用注意事项: l?真空度低于10-6乇才能启用l?加温1200-1500度，不能超过1600度l?因Ti储量有限，不作主泵用，而与其他泵联合使用l?为省Ti，超高真空时采用间断升华 升华泵的特点：活性气体抽速很大107L/S，惰性气体抽速很小，寿命取决于灯丝及Ti储量。 §6.升华离子泵 （1）?Pu=10-12乇（2）?结构：比升华泵多一套使气体电离定向加速分流（电离器）（3）?工作原理:（4）?特点：抽速比升华泵大；解决升华泵抽惰性气