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残余气体在真空系统中可能会有哪些反应

发布时间:2020-07-25   点击次数:370次

在高真空应用中,残余气体的存在可能会影响真空系统内部的表面污染,影响真空工艺的进行。今天与大家聊聊残余气体在真空系统中可能会产生的一些反应。

在真空系统和器件中,有多种因素可能引起残余气体之间发生反应与相互转化:

首先,残余气体中的某些活性气体分子在热表面上离解成原子态。原子态的气体化学活性较高,它们可能与电极材料及其杂质、污染物直接发生反应,也可能由于表面催化作用而与其他气体发生反应。

其次,气体分子由于电子碰撞而电离形成离子态。离子、电子在电场驱使下与各种表面(电极、管壳、器壁、吸气剂等)相互作用并可能产生下述效应:俄歇电子或二次电子发射;气体分子以离子、亚稳态粒子或中性粒子形式从表面反射;离子注入并不捕集与表面;被捕集的粒子自发再释放或受热再释放;表面溅射;电子或离子诱导脱附甚至溶解。

第三是气体在各种材料表面,尤其是电极表面,吸附并发生金属的表面催化作用。

第四,气体在吸气剂表面上的吸附和发生化学反应。

第五,真空系统中零部件的热出气、冷吸气、热蒸发、热分解;光子、电子轰击使表面化合物金额沉积的杂质分解及吸附分子离解等。

上面这些反应作用都可以直接或间接的改变残余气体成分,有的造成物质迁移,其结果符合化学平衡的基本规律。

从高真空及超高真空的角度来看,真空系统内的残余气体是-个必须引起注意的问题,残余气体往往造成真空系统内部的表面污染,从而达不到真空工艺所要求的结果

另外,对超高真空系统来说,残余气体的成分对系统的极限压力往往产“生重要影响,如果抽气系统或抽气的工艺文汇选择不当,残余气体是影响其工作性能及寿命的重要因素。在实际工作中,不但要降低电真空器件中残余气体的量(真空度) ,更要注意控制残余气体的质(气体成分)。

因为电真空器件中残余的02. C02. CO. H20及碳氢化合物等有害气体,会引起电真空器件的阴极“中毒”、高压放电击穿等有害现象。

残余气体Ar可能会使电真空器件内产“生离子轰击现象,从而损坏器件的阴极或其他部件。残余气体的量多还会引起电子管的噪声塔高。真空系统中的残余气体成分是与真空系统的作业各类及工艺(如镀膜.金属熔炼等)和所用的抽气系统的类型有关,大致可分为以下几种情况:

在低真空下使用的真空装置中残余气体主要为空气(O2 N2...

在只用油封机械泵连续进行长时间抽气的真空装置中,当无泄漏时,残余气体中有:有机物及水蒸气

在用油扩散泵抽气的高真空装置中,残余气体中主要有:有机物和水蒸气。

使用溅射离子泵抽气系统,但不对真空系统进行特别的烘烤脱气处理时,则残余气体中水蒸气多,另外还有H2 , CH4 , C0(或N2). C02等。

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