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吸附真空泵在微波管中的應用
發表日期：2018-04-11 點擊次數: 913
高真空環境的獲得和維持微波管內的真空度的獲得，主要通過排氣工藝把管內氣體抽出，從而獲得一定的真空度。由于微波管結構復雜，零件繁多，一般都是100種以上；真空氣密性焊縫多，一般有幾十道焊縫。所以在排氣時需要加熱到高溫對金屬零件和焊接處進行出氣處理。這樣在微波管工作狀態下，內部零件溫度會身高，就不會出氣了，這樣在工作狀態下仍然會保證高的真空度。
常用的排氣系統為油擴散泵排氣系統和渦輪分子泵排氣系統，主要組成為前級泵（機械泵、羅茨泵等）粗抽，然后利用主泵（油擴散泵、分子泵等），配置必要的真空管道、一定高真空閥門、所需的真空計（電阻真空計、電離真空計、B-A真空計等）把真空度抽至高真空。當利用油擴散泵時，還需要加一擋油阱，防止泵油對真空器件內部系統的污染。
排氣結束后，真空度能達到106Pa，可以滿足微波管的使用要求。為了提高微波管排氣時的真空度，減少在后工序的放氣量，我們利用獬射離子泵對微波管的排氣，排氣結束后真空度可以達到2x10-7Pa.排氣結束后，微波管和排氣系統進行冷封離，在封離過程中機械擠壓使金屬零件放氣，同時微波管在放置一段時間后，由于其本身的高真空，內部材料會進行放氣，從而降低了管內的真空度。這時我們利用了一種小離子泵（俗稱鈦泵）保證內部的真空度，同時在微波管老煉、測試等工序中，管內零件經過高速電子束的轟擊會產生放氣，需要鈦泵進行抽除。鈦泵的電流還具有檢測微波管內部真空度的作用。
在微波管老煉、測試結束后，這時管內的真空度一般都會保持穩定。由于鈦泵本身體積比較大，影響微波管的外形尺寸，一般我們會進行去除（對外形無要求的可以不去除）。
但是微波管等電真空器件一般需要一定長壽命，一般指標要求為3年（空間微波管要求20年）。在這長時間的工作中，零件材料本身的缺陷（氣孔、裂紋等）和焊接的死空間可能產生慢性漏氣或者放氣，破壞內部的真空度，我們在這里放水機配套的軟水硬度測試劑，以及國內一些軟水器廠家配制的硬度測試劑。它們的一個共同特點是：只具有指示劑的作用。即只能定性的指示出其水樣的硬度是否在某一指定值（如0.03mmol/L）范圍內。筆者對幾種指示劑作過測試，其誤差比較大，其中有一種誤差達300%. 4使用KS軟水硬度測試劑具有以優點：測試速度快、效率高，只需幾秒鐘就可測定一個水樣。
操作方法簡單、設備簡單、攜帶方便。沒有化學基礎的人也只需要幾分鐘就能學會、應用。
費用低，測定一次藥品費不足一角錢。
因此KS軟水硬度指示劑具有非常好的推廣價值。
新視野科研二號真空系統在同樣的排氣工藝下，我們統計了5根微波管的排氣后的真空度的數據。
置吸氣劑。吸收管內殘余氣體及管內零件重新釋放出來的氣體，維持管內的真空度。
3吸附真空泵的原理可見，在微波管的制造中，我們使用到獬射離子泵、鈦泵和吸氣劑等吸附真空泵。他們具體的工作原理如下。
獬射離子泵和鈦泵：在兩片陰極板之間安裝了蜂窩狀陽極，在與陰極板垂直且平行于蜂窩軸的方向加磁場，電子在磁力線中呈螺旋運動并與氣體分子產生電離。在電離過程中產生的電子還會繼續與其他氣體分子進行分離。在電離期間，電子交出能量并逐步到達陽極，同時正離子被加速，到達由鈦制成的負電極。離子和鈦金屬互相作用，有三種抽氣方式：①離子獬射除出鈦陰極材料，起到沉積消氣膜的作用，吸附反應氣體（氮、氫和氧）；②某些離子的能量會大到足以使其埋到電極中，從而以離子注入的方式被吸收，對包括稀有氣體和惰性氣體在內的所有離子均有效。③從陰極獬射出的鈦能埋沒靶電極上的氣體原子，提高對惰性氣體的抽速。大的獬射離子泵典型的工作電壓為7kV，小離子泵（鈦泵）典型工作電壓為3.5kV.吸氣劑在微波管中應用的主要為非蒸散型吸氣劑，利用金屬鋯和Zr―V―Fe合金形成多孔燒結結構，具有優良的強度和致密度，能耐一定的沖擊和振動。在400-500°C微波管的正常烘烤后激活，利用其本身的多孔結構對CO2，2，N2，水蒸氣有很強的吸氣能力。下圖為某吸氣劑對CO和H2的吸附曲線。
某吸氣對CO和H2的吸附曲線u4吸附真空泵的應用效果獬射離子泵作為高真空泵，離子泵對分子泵很難抽走的惰性氣體的抽氣效果明顯，可以提高微波管的排氣后的真空度。下圖為為我們對兩套真空系統的對比，一號系統為機械泵+分子泵，二號系統為機械泵+分子泵+離子泵。
可見，獬射離子泵的應用提高了微波管的真空度，使后序的老煉、測試等工序內部的放氣量減少，在后續的小鈦泵檢測真空度時電流下降到幾乎為零，減少這些工序的時間，提高了生產的效率和管子的可靠性。
微波管中在排管處增加小離子泵（鈦泵）和在電子槍處增加吸氣劑，同微波管一起排氣，排氣系統工藝要求高溫烘烤，對吸氣劑進行激活，排氣過程同時對鈦泵也進行了排氣，在冷封離后管內的殘余氣體及管內零件重新釋放出來的氣體，由鈦泵和吸氣劑共同抽除，維護管內的真空度。在后續的工許過程中，發現有微露氣的情況下，鈦泵的電流還能幫助檢測出微漏點，從而方便了生產，降低了微波管的報廢率。在增加吸氣劑的微波管中，電子槍高壓打火的幾率大大減少，長時間儲存后，對微波管直接加電而不出現放氣或大伙現象。
常用的排氣系統為油擴散泵排氣系統和渦輪分子泵排氣系統，主要組成為前級泵（機械泵、羅茨泵等）粗抽，然后利用主泵（油擴散泵、分子泵等），配置必要的真空管道、一定高真空閥門、所需的真空計（電阻真空計、電離真空計、B-A真空計等）把真空度抽至高真空。當利用油擴散泵時，還需要加一擋油阱，防止泵油對真空器件內部系統的污染。
排氣結束后，真空度能達到106Pa，可以滿足微波管的使用要求。為了提高微波管排氣時的真空度，減少在后工序的放氣量，我們利用獬射離子泵對微波管的排氣，排氣結束后真空度可以達到2x10-7Pa.排氣結束后，微波管和排氣系統進行冷封離，在封離過程中機械擠壓使金屬零件放氣，同時微波管在放置一段時間后，由于其本身的高真空，內部材料會進行放氣，從而降低了管內的真空度。這時我們利用了一種小離子泵（俗稱鈦泵）保證內部的真空度，同時在微波管老煉、測試等工序中，管內零件經過高速電子束的轟擊會產生放氣，需要鈦泵進行抽除。鈦泵的電流還具有檢測微波管內部真空度的作用。
在微波管老煉、測試結束后，這時管內的真空度一般都會保持穩定。由于鈦泵本身體積比較大，影響微波管的外形尺寸，一般我們會進行去除（對外形無要求的可以不去除）。
但是微波管等電真空器件一般需要一定長壽命，一般指標要求為3年（空間微波管要求20年）。在這長時間的工作中，零件材料本身的缺陷（氣孔、裂紋等）和焊接的死空間可能產生慢性漏氣或者放氣，破壞內部的真空度，我們在這里放水機配套的軟水硬度測試劑，以及國內一些軟水器廠家配制的硬度測試劑。它們的一個共同特點是：只具有指示劑的作用。即只能定性的指示出其水樣的硬度是否在某一指定值（如0.03mmol/L）范圍內。筆者對幾種指示劑作過測試，其誤差比較大，其中有一種誤差達300%. 4使用KS軟水硬度測試劑具有以優點：測試速度快、效率高，只需幾秒鐘就可測定一個水樣。
操作方法簡單、設備簡單、攜帶方便。沒有化學基礎的人也只需要幾分鐘就能學會、應用。
費用低，測定一次藥品費不足一角錢。
因此KS軟水硬度指示劑具有非常好的推廣價值。
新視野科研二號真空系統在同樣的排氣工藝下，我們統計了5根微波管的排氣后的真空度的數據。
置吸氣劑。吸收管內殘余氣體及管內零件重新釋放出來的氣體，維持管內的真空度。
3吸附真空泵的原理可見，在微波管的制造中，我們使用到獬射離子泵、鈦泵和吸氣劑等吸附真空泵。他們具體的工作原理如下。
獬射離子泵和鈦泵：在兩片陰極板之間安裝了蜂窩狀陽極，在與陰極板垂直且平行于蜂窩軸的方向加磁場，電子在磁力線中呈螺旋運動并與氣體分子產生電離。在電離過程中產生的電子還會繼續與其他氣體分子進行分離。在電離期間，電子交出能量并逐步到達陽極，同時正離子被加速，到達由鈦制成的負電極。離子和鈦金屬互相作用，有三種抽氣方式：①離子獬射除出鈦陰極材料，起到沉積消氣膜的作用，吸附反應氣體（氮、氫和氧）；②某些離子的能量會大到足以使其埋到電極中，從而以離子注入的方式被吸收，對包括稀有氣體和惰性氣體在內的所有離子均有效。③從陰極獬射出的鈦能埋沒靶電極上的氣體原子，提高對惰性氣體的抽速。大的獬射離子泵典型的工作電壓為7kV，小離子泵（鈦泵）典型工作電壓為3.5kV.吸氣劑在微波管中應用的主要為非蒸散型吸氣劑，利用金屬鋯和Zr―V―Fe合金形成多孔燒結結構，具有優良的強度和致密度，能耐一定的沖擊和振動。在400-500°C微波管的正常烘烤后激活，利用其本身的多孔結構對CO2，2，N2，水蒸氣有很強的吸氣能力。下圖為某吸氣劑對CO和H2的吸附曲線。
某吸氣對CO和H2的吸附曲線u4吸附真空泵的應用效果獬射離子泵作為高真空泵，離子泵對分子泵很難抽走的惰性氣體的抽氣效果明顯，可以提高微波管的排氣后的真空度。下圖為為我們對兩套真空系統的對比，一號系統為機械泵+分子泵，二號系統為機械泵+分子泵+離子泵。
可見，獬射離子泵的應用提高了微波管的真空度，使后序的老煉、測試等工序內部的放氣量減少，在后續的小鈦泵檢測真空度時電流下降到幾乎為零，減少這些工序的時間，提高了生產的效率和管子的可靠性。
微波管中在排管處增加小離子泵（鈦泵）和在電子槍處增加吸氣劑，同微波管一起排氣，排氣系統工藝要求高溫烘烤，對吸氣劑進行激活，排氣過程同時對鈦泵也進行了排氣，在冷封離后管內的殘余氣體及管內零件重新釋放出來的氣體，由鈦泵和吸氣劑共同抽除，維護管內的真空度。在后續的工許過程中，發現有微露氣的情況下，鈦泵的電流還能幫助檢測出微漏點，從而方便了生產，降低了微波管的報廢率。在增加吸氣劑的微波管中，電子槍高壓打火的幾率大大減少，長時間儲存后，對微波管直接加電而不出現放氣或大伙現象。