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Ion getter pumps are often used to achieve a high pump throughput in high vacuum (10-7 mbar) and ultra-high vacuum
(10-12 mbar), and so
to maintain or improve the vacuum. Unlike
mechanical pumps a ion pump runs completely without any noise or vibration. Since
the ion pump can be activated only when a lower pressure is
already
reached, it always needs a.
The getter-ion consists of a number of cylindrical anodes, based
on a positive high voltage potential. In axial direction is a
magnetic field, so that free electrons through a combination of
the electric and magnetic field inside the anode cylinder remain
trapped (Penning - case), and then a local electron cloud. The
electric is a negative cathode formed from a chemically active
material (getter), which is related to the interior space is a
chemical bond Gasatomen received when they touch the cathode,
and they are so committed. This effect makes off at high voltage
for a certain amount of suction. If a Gasatom in contact with
the electron cloud inside the anode, it will be ionized by one
or more electrons from atomic shell out. The positively charged Gasion now by the electric field suddenly in the direction of
the cathode accelerated and meets with high energy on the
surface while the electrons in the electron cloud remain.
The result is that more and new reactive material to the deeper
layers of the cathode transported to the surface, while the
consumed, not more chemically active materials in the interior
of the cathode "buried". Additionally, in this way, whether or
not chemically active atoms, for example, of noble gases in the
deeper layers of the cathode implanted, and so the pumping of
gas withdrawn. Since the pumping gas in the cathode material
remain, has no Auslassstutzen getter-ion. The life of the pump
depends on the existing cathode material and is thus higher, the
lower the pressure, in which the pump operates.
At the high-voltage supply for a getter-ion various
requirements. Often it is necessary between the anode and
cathode current flowing very closely to measure, since it
something about the quality of the achieved vacuum in the pump
says. If for scientific purposes to the Vakkumapparaturen
sensitive measurements are particularly rausch and störarme high
voltage sources. A precise voltage regulation is usually not
necessary, on the contrary, it is advantageous if the current
increase (deterioration of the vacuum) the voltage drops at the
pump to protect it.
Um im Hochvakuum (bis 10-7 mbar) und Ultrahochvakuum
(bis 10-12 mbar) hohe Saugleistungen zu erzielen und so das Vakuum
aufrechtzuerhalten bzw. zu verbessern, werden häufig Ionengetterpumpen
eingesetzt. Im Gegensatz zu mechanischen Pumpen laufen diese vollkommen
geräusch- und vibrationsfrei. Da die Ionengetterpumpe erst eingeschaltet werden
kann, wenn bereits ein niedriger Druck erreicht ist, benötigen sie jedoch eine
Vorpumpe.
Die Ionengetterpumpe besteht in der Regel aus einer
Anzahl zylinderförmiger Anoden, die auf positivem Hochspannungspotential liegen.
In axialer Richtung liegt ein Magnetfeld an, so daß freie Elektronen durch die
Kombination des elektrischen und des Magnetfeldes im Inneren des Anodenzylinders
gefangen bleiben (Penning - Falle) und dort eine lokal begrenzte Elektronenwolke
bilden. Der elektrische Minuspol wird von einer Kathode gebildet, die aus einem
chemisch aktiven Material (Getter) besteht, welches mit den im Innenraum
befindlichen Gasatomen eine chemische Bindung eingeht, wenn diese die Kathode
berühren, und sie so festhält. Dieser Effekt sorgt bereits bei abgeschalteter
Hochspannung für eine gewisse Saugleistung. Gelangt ein Gasatom in Kontakt mit
der Elektronenwolke im Inneren der Anode, so wird es ionisiert, indem ein oder
mehrere Elektronen aus der Atomhülle herausgeschlagen werden. Das positiv
geladene Gasion wird nun duch das elektrische Feld schlagartig in Richtung der
Kathode beschleunigt und trifft mit hoher Energie auf deren Oberfläche während
die Elektronen in der Elektronenwolke verbleiben.
Das führt dazu, daß immer neues reaktives Material ans den tieferen Schichten
der Kathode an die Oberfläche befördert wird, während das verbrauchte, chemisch
nicht mehr aktive Material im Inneren der Kathode "vergraben" wird. Zusätzlich
werden auf diese Weise auch chemisch nicht aktive Atome z. B. von Edelgasen, in
die tieferen Schichten der Kathode implantiert und so dem zu pumpenden Gas
entzogen. Da die zu pumpenden Gasteilchen im Kathodenmaterial verbleiben, hat
eine Ionengetterpumpe keinen Auslassstutzen. Die Lebensdauer der Pumpe hängt vom
vorhandenen Kathodenmaterial ab und ist um so höher, je niedriger der druck ist,
bei dem die Pumpe betrieben wird.
An die Hochspannungsversorgung für eine
Ionengetterpumpe werden verschiedene Anforderungen gestellt. Oft ist es
notwendig, den zwischen Anode und Kathode fließenden Strom sehr genau zu messen,
da dieser etwas über die Güte des erreichten Vakuums in der Pumpe aussagt. Wenn
für wissenschaftliche Zwecke an den Vakkumapparaturen empfindliche Messungen
durchgeführt werden, sind besonders rausch- und störarme Hochspannungsquellen
erforderlich. Eine genaue Spannungsregelung ist meist nicht nötig, im Gegenteil
ist es vorteilhaft, wenn bei Erhöhung des Stromes (Verschlechterung des Vakuums)
die Spannung absinkt um die Pumpe zu schützen.
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Prinzip:
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Beispiel:
 HND
50M - 5000 Doppel- Hochspannungsversorgung für Ionengettterpumpe
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 to
english version
16.04.08 17:05 |
