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極高真空測(cè)量的概述
標(biāo)簽: 真空測(cè)量
2014-09-27  閱讀

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  1950年B-A規(guī)的發(fā)明使測(cè)量下限擴(kuò)展到超高真空(10^-8Pa)。1958年正、反磁控規(guī)的出現(xiàn)又把測(cè)量下限延伸到10^-12 Pa,從而跨進(jìn)了極高真空領(lǐng)域。在許多高新技術(shù)領(lǐng)域,需要極高真空環(huán)境,如宇宙空間模擬、真空表面分析、超導(dǎo)技術(shù)、核聚變反應(yīng)、高能加速器、真空微電子技術(shù)和空間航天器等,而在極高真空領(lǐng)域,極高真空規(guī)的研究則是必不可少的重要環(huán)節(jié)。自20世紀(jì)60年代以來(lái),隨著極高真空技術(shù)的不斷發(fā)展,相繼出現(xiàn)了很多類型的極高真空規(guī),從表11-7中所列的數(shù)據(jù)可知,在實(shí)際應(yīng)用中幾乎所有的極高真空規(guī)都不能真正可靠地測(cè)量≤10^-12Pa的壓力。因此10^ -11Pa~10^-13Pa壓力區(qū)間的測(cè)量技術(shù)還有待于進(jìn)一步解決。從極高真空規(guī)的發(fā)展歷史來(lái)看,由于對(duì)規(guī)管性能研究的深入和校準(zhǔn)水平的提高,不斷發(fā)現(xiàn)新的下限因素和新的問(wèn)題,致使多數(shù)極高真空規(guī)的測(cè)量下限指標(biāo)反而趨于保守。

極高真空測(cè)量的概述
  
  解決10^-11~10^-13Pa壓力范圍的測(cè)量技術(shù)之所以進(jìn)展緩慢,可歸結(jié)為以下幾方面的原因:
  
 ?、僖?guī)本身存在各種下限因素; 
  
 ?、诓灰撰@得壓力低于10^ -11Pa的極高真空:
  
 ?、廴鄙俚陀?0^ -11Pa壓力的可靠的校準(zhǔn)系統(tǒng)。
  
  從規(guī)的本身限制因素來(lái)看,可歸納如下:
  
  ①限制熱陰極規(guī)下限的因素:
  
  a.與壓力無(wú)關(guān)的剩余電流:
  
  正射、反射X射線產(chǎn)生的光電流;
  
  電子碰撞解吸產(chǎn)生的離子流和中性分子流;
  
  熱陰極發(fā)射出堿金屬離子;
  
  紫外輻射產(chǎn)生的光電流;
  
  污染電極表面的俄歇電子發(fā)射等。
  
  b.高溫陰極的蒸氣壓和出氣速率:
  
  例如,純鎢陰極在發(fā)射電流Ie= 10mA時(shí),鎢絲溫度為2300K,由于鎢蒸發(fā)引起規(guī)的下限壓力為Pw =1×10^ -10Pa。
  
  六硼化鑭陰極在650℃下的出氣速率約為2.7×10 ^-11Pa· L/s。
  
  c.測(cè)量微電流的困難:
  
  例如,在10^-13Pa時(shí),需要測(cè)量10^ -17A的離子流,但由于干擾、漏電、噪聲等影響,直接用電子線路檢測(cè)這樣小的電流是十分困難的。
  
 ?、谙?a target="_blank" class="keylink">制冷陰極磁控規(guī)下限的因素:
  
  a.非線性、不穩(wěn)定性、不重復(fù)性、熄火等;
  
  b.高電壓下介質(zhì)極化電流和漏電電流;
  
  c.測(cè)量10^ -17A離子流的困難。
  
 ?、巯拗茻彡帢O磁控規(guī)下限的因素:
  
  此類規(guī)既有熱陰極規(guī)和冷陰極磁控規(guī)的優(yōu)點(diǎn),又有兩者的缺點(diǎn)。
  
  熱陰極規(guī)、冷磁控規(guī)、熱磁控規(guī)三者比較起來(lái),在解決更低壓力測(cè)量中,熱陰極規(guī)具有性能穩(wěn)定可靠的優(yōu)越性。冷磁控規(guī)和熱磁控規(guī)的性能不穩(wěn)定又不可靠。