Iontové vývěvy Iontové vývěvy se studenou katodou Diodové výbojové vývěvy Princip Penningův manometr - paralelní řazení, roštová anoda, katody z Ti, životnost katody 50000 hodin - 5.7 let nepřetržitého provozu * napětí 2-10 kV * magnetické pole 0.01 - 0.2 T Čerpací mechanizmus * chem. aktivní plyny (O2,N2,...) - se chemicky reagují s Ti nitridy, oxidy * ionty lehkých plynů (He, H2,...) po dopadu na povrch katody difundují do objemu * těžší ionty (Ar, Xe,...) jsou na povrchu katody překrývány novou vrstvou Ti * složitější molekuly (CH4, ...) se rozkládají ve výboji na jednodušší fragmenty a atomy * maximum čerpací rychlosti je 10-4 Pa, klesá asi na polovinu při tlaku 10-8 Pa Argonová nestabilita Triodové výbojové vývěvy Vývěva váha 65 kg, výška 300 mm, šířka 300 mm ˇ procesy chemisorpce, difúze do objemu, ionizace a následná implantace iontů, trapping částic * dobře čerpá H2, H2O, N2, CO, CO2, O2 * čerpá i inertní plyny např. Ne, Ar, ... * čistý povrch kovu, rozprašování Ti katody, doutnavý výboj v magnetickém poli , pracuje od 10-4Pa * získávání vysokého a extrémně vysokého vakua * různé konstrukční provedení (diodové, diferenciální - katody z Ti a Ta, triodové) * nevýhoda: dopadem elektronů a iontů na elektrody dochází k zahřívání - desorpce plynu Getrové vývěvy * vypařované getry - elektronky, obrazovky,... * nevypařované getry - elektronky, urychlovače, čištění plynů.... čerpání malých uzavřených prostor, potrubí, čištění plynů, téměř libovolný geometrický tvar getru, přenosná vakuová zařízení,... pro systémy, které se nezavzdušňují vůbec, nebo jen ojediněle Vypařované getry Vlastnosti vypařovaných getrů * nízkou tenzi par (< 10-2 Pa) při teplotě 400 C * dostatečně velkou tenzi par (> 102 Pa) při teplotě ohřevu 600 - 1000 C * zanedbatelně nízkou tenzi par (< 10-5 Pa) při pokojové teplotě * velkou schopnost pohlcovat plyny zejména kyslík * chemická stabilita * neuvolňovat složky, které by snižovaly emisivitu katody Používané vypařované getry: * hliník - reaguje jen s kyslíkem * hořčík - dobře čerpá kyslík, snadněji se vypařuje * titan * baryum - nejpoužívanější * BaTh * Ba+Sr+C+Ta * BaAl4 2 Ba + O2 2 BaO (92 mbar.l.g-1 ) 3 Ba + 2 CO 2 BaO + BaC2 (107 mbar.l.g-1 ) 5 Ba + 2 CO2 4 BaO + BaC2 (67 mbar.l.g-1 ) 3 Ba + N2 Ba3N2 (53 mbar.l.g-1 ) 2 Ba + H2O BaO + BaH2 (80 mbar.l.g-1 ) Ba + H2 BaH2 (173 mbar.l.g-1 ) ˇ vypařování getrů - nejčastěji pomocí vnější vf cívky * vypařování getrů se provádí při co nejnižším tlaku * čerpací rychlost záleží na teplotě, velikosti plochy getru, na struktuře vrstvy getru , tlaku čerpaného plynu, složení čerpaného plynu * lze získat a udržet tlak řádu 10-10 Pa * v šedesátých letech se vyrábělo asi 3 miliony getrů denně Nevypařované getry, NEG * zpravidla dvou, nebo třísložkové slitiny * Ti, Zr, V, Hf, Th, Fe, Al, Co, Ce,... * vrstva sorbovaného plynu - při přípravě, při montáži do reaktoru,.. * aktivace getru - zvýšená teplota po dobu několika hodin * difúze a rozpouštění do objemu, desorpce Čerpací mechanizmus * CO, CO2, O2, N2 - jsou chemisorbovány a jejich desorbce je za normálních podmínek velmi těžká, při zahřátí getru difundují do objemu * H2 - je sorbován, difúze do objemu, sorbce je reversibilní * H2O - disociuje na vodík a kyslík * uhlovodíky - jsou sorbovány na povrchu, kde se rozpadají, uhlík je chemisorbován * vzácné plyny Ar, Xe, ... - nejsou getrem sorbovány P0 PX U ˇ dominantní proces je chemisorpce a difúze do objemu * dobře čerpá H2, H2O, N2, CO, CO2, O2 * nečerpá inertní plyny např. Ne, Ar, ... * čistý povrch kovu, aktivace vyšší teplotou, pracuje od 10-4Pa * získávání vysokého a extrémně vysokého vakua * složení getru * jedna složka - Ti, Zr * dvě složky - ZrFe,..., aktivace 700 - 900 C * tři složky - ZrVFe( 450 C), TiZrV( 200 C) * v kombinaci s iontovou vývěvou je možné dosáhnout tlaku řádu 10-11 Pa