4.8.1. Сублимационные насосы

Свежие, постепенно осаждаемые на поверхность слои чистого металла связывают (главным образом химически) газы, находящиеся в откачиваемом объеме, а также поглощают адсорбированные газы.

Сублимационные насосы особенно эффективны в тех случаях когда нужно откачивать выделяющиеся импульсивно большие количества активных газов. Эффективность откачки химически неактивных газов, а также паров предельных углеводородов при температуре окружающей среды практически равна нулю Поэтому такие газы и пары необходимо удалять другими насосами (диффузионными или, еще лучше, ионными). Скорость откачки этих насосов может быть значительно меньшей (например, в 10 раз).

Эффективность сублимационной откачки может быть значительно увеличена путем снижения температуры поглощающей поверхности (низкотемпературные сублимационные насосы) или путем ионизации откачиваемого газа (ионно-сублимационные насосы). Чаще всего сублимационные насосы работают вместе с электроразрядными (тлеющего разряда) насосами.

Для напыления в последнее время употребляют исключительно титан, который химически связывает активные газы (О2, N2, Н2О), создавая окислы, нитраты и т. п., обладающие ничтожно малым давлением паров (при температурах <1800 К).

Удельная скорость откачки сублимационного насоса зависит от давления газа, а также от скорости осаждения металла, поскольку коэффициент прилипания γ, влияющий на скорость откачки, уменьшается с увеличением степени покрытия Θ, которая в свою очередь увеличивается по мере уменьшения времени покрытия τпокр, т. е. с повышением давления.

Удельные скорости откачки некоторых газов (находящихся при комнатной температуре) чистой поверхностью титана (Θ=0) с температурой 293 и 77 К приведены в табл. 4.17. При наличии сопротивления течению газов в направлении сорбирующей поверхности скорости откачки уменьшаются.

Поскольку скорость покрытия поверхности металла газом пропорциональна давлению, то во избежание быстрого израсходования титана целесообразно включать сублимационный насос при давлении ниже 10-5Тор. Это давление получают с помощью какого-либо другого насоса. При понижении начального рабочего давления количество напыляемого титана может быть уменьшено.

На фиг. 4.119 представлены характеристики откачки сублимационных насосов со скоростями откачки 700 и 50 л•с-1. Область эффективной работы насоса зависит от скорости сублимации титана, как это следует из хода характеристик для двух значений тока в сублиматоре титана.