Iontové vakuové vývěvy I

Iontové vakuové vývěvy

Iontové čerpání se používá k odstranění plynů ze systémů, za účelem vytvoření velmi vysokého vakua.
 
Charakteristika iontových vývěv

Využívají pohlcování molekul plynů, které je zvyšováno jejich ionizací. Ta je uskutečňována srážkami s elektrony, jejichž dráha je prodlužována účinkem magnetického pole. Kladné ionty plynů jsou urychlovány napětím 3 až 7 kV k záporné titanové elektrodě. Lze jimi dosáhnout v "ultravakuových" aparaturách" tlaků v řádu 10-11 mbar.

Něco málo z historie

Nejstarší záznam o iontovém čerpání pochází od J. Plückera (1858 - Německo), který zjistil pokles tlaku v trubici, v níž probíhá výboj. Správně odvodil, že tyto jevy při snížení tlaku v trubici souvisejí s ději probíhajícími na záporné katodě.
Ve výzkumu elektrických výbojů v plynech dále pokračoval F. Penning. Při zkoumání výboje v podélném magnetickém poli (1937 - Holandsko), vynalezl konstrukci výbojového manometru s magnetickým polem, neboli ionizační měrku se studenou katodou. Od té doby byla Penningova měrka používána jako komerčně dostupný vakuometr pro měření tlaků v rozmezí 10-1 až 10-7 Pa.
Ionizační vakuometr se studenou katodou využívá jako zdroje elektronů výboj v elektrickém poli vytvořeném stejnosměrným napětím v oblasti 4 kV. Pro zvýšení pravděpodobnosti srážek elektronů s velmi zředěnými molekulami plynu jsou elektrody umístěny do silného magnetického pole, které nutí elektrony kroužit po spirálních drahách. Vzniklé ionty dopadají na anodu a vytvářejí tak měřitelný proud.
Nicméně proces čerpání plynů vedoucí k poklesu tlaku byl využit až v roce 1950 společností VARIAN, což mělo za následek vynález iontové vývěvy. Tento objev byl důsledkem snahy o zvýšení životnosti a výkonu mikrovlnných elektronek za přispění čerpání pomocí iontové vývěvy.

Vynález iontových vývěv a dosažení ultra vysokého vakua přišel právě včas, neboť značně přispěl do éry vesmírného věku. Dostupnost vakuových systémů, které umožnily běžně dosáhnout tlaků do oblasti 10-11 mbar významně posílily možnosti výzkumu a vývoje. Vesmírná zařízení a materiály bylo možné testovat při simulaci podmínek, ve kterých by se reálně ocitly.
Dnes se iontové vývěvy používají v oblastech výzkumu a vývoje, v průmyslových aplikacích a všude tam, kde je vyžadováno vysoké vakuum a efektivní čerpání bez oleje, bez vibrací a ohleduplné k životnímu prostředí. Nacházejí uplatnění např. v elektronových mikroskopech a vědeckých přístrojích pro studium povrchových jevů, kde je nezbytná čistota a co nejnižší tlak.

!!! Příště
V následujícím čísle našeho zpravodaje Vám poskytneme další zajímavé informace o iontových vývěvách.

Typy iontových vývěv
Firma Agilent Technologies (dříve VARIAN) nabízí ucelenou řadu iontových vývěv od miniaturních s čerpací rychlostí 0,2 l/s až po vysoce výkonné s čerpací rychlostí 500 l/s. Více informací o iontových vývěvách naleznete na našich stránkách http://www.agilent-vakuum.cz/iontove-vakuove-pumpy-vyvevy/