Большая Советская Энциклопедия.

Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Сверхвысокий вакуум

Сверхвысокий (далее С) вакуум, разрежение выше 10-8 мм рт. ст. (1 мм рт. ст. (100 н/м2). С вакуум создают в камерах для имитации космического пространства, в различных экспериментальных установках, а также в некоторых электровакуумных приборах. С вакуум необходим для исследования физических свойств очень чистой поверхности твердого тела и поддержания ее в течение достаточно длительного времени. В этой связи С вакуум определяют как состояние разреженного газа, при котором чистая поверхность тела покрывается мономолекулярным слоем адсорбированного газа за время £ 100сек.

  При очень низких давлениях подавляющая часть газа находится в адсорбированном состоянии на поверхности вакуумной аппаратуры, а также в растворенном состоянии внутри ее материала и лишь незначительная часть — в откачиваемом объеме. Достижимая степень вакуума определяется равновесием между скоростью откачки газа и скоростью его поступления в откачиваемый объем за счет десорбции газа со стенок и натекания извне через микроскопические отверстия. Для получения С вакуум натекание извне сводят к минимуму, а аппаратуру вместе с корпусом вакуумной камеры обезгаживают, прогревая в вакууме при температуре 300—500 °С. Поэтому обычно корпус вакуумной камеры изготавливают из плотных, сваривающихся, коррозиестойких материалов, имеющих низкое давление пара и легко обезгаживающихся при прогреве (нержавеющая сталь, стекло, кварц, вакуумная керамика; см. Вакуумные материалы).

  Откачивающая система сверхвысоковакуумной установки состоит из основного насоса, включаемого после окончания прогрева и достижения высокого вакуума, и вспомогательного насоса, работающего при прогреве установки. Поскольку масса откачиваемого газа в условиях С вакуум невелика, то в качестве основных применяют сорбционные, ионно-сорбционные и вакуумные насосы, быстрота откачки которых достигает 106 л/сек (крупные установки), а предельный вакуум 10-13 мм рт. cm. Иногда в качестве основных применяют пароструйные (парортутные и паромасляные) и турбомолекулярные насосы.

  Измерение С вакуум осуществляется электронными ионизационными и электроразрядными вакуумметрами (см. Вакуумметрия). Нижний предел давлений у первых определяется фотоэлектронным током с ионного коллектора под действием рентгеновского излучения с анода (возникающего при его электронной бомбардировке). Существуют ионизационные вакуумметры специальной конструкции, в которых фоновый ток снижен. Наибольшее распространение получил манометр Байярда — Альперта; коллектор ионов в нем представляет собой тонкий осевой стержень, на который попадает лишь малая часть рентгеновского излучения анода. Нижний предел измерений ~10-10 мм рт. ст. Модулируя ионный ток в манометре Байярда — Альперта с помощью специального электрода, удается измерять давления до 10-11 мм рт. ст. Подавление фонового тока электричемким полем дополнительного электрода (супрессора) позволяет измерять еще более низкие давления (особенно в сочетании с методом модуляции). Созданы конструкции, в которых коллектор экранирован от попадания на него рентгеновского излучения с анода. В манометре Редхеда ионы из области ионизации вытягиваются через отверстие в экране и при помощи полусферического рефлектора фокусируются на тонкий проволочный коллектор. В манометре Хельмера ионный поток, выходящий из отверстия в экране, отклоняется с помощью 90°-ного углового электростатического дефлектора и направляется к коллектору. В манометре Грошковского тонкий проволочный коллектор расположен напротив отверстия в торце анодной сетки и защищен от рентгеновского излучения стеклянной трубкой. Описанные приборы позволяют измерять давление до 10-12 мм рт. ст., а в отдельных случаях до 10-13 мм рт. ст.

  Значительное уменьшение нижнего предела измеряемых давлений может быть достигнуто за счет увеличения длины пробега электронов. В орбитронном манометре удлинение достигается с помощью электрического поля, а в ионизационном магнетронном манометре (манометр Лафферти) — с помощью поля. Этими приборами можно измерять давления до 10-12—10-13 мм рт. cm. электроразрядные вакуумметры, применяемые для измерения С вакуум, имеют ряд особенностей: чтобы обеспечить зажигание и поддержание разряда при очень низких давлениях, увеличивают размеры разрядного промежутка, повышают анодное напряжение (5—6 кв) и напряженность поля (>1000 э). Для исключения фонового тока, связанного с туннельной эмиссией с участков катода, расположенных вблизи анода, эти участки окружают заземленными экранами.

  Для измерения парциональных давлений газов в условиях С вакуум применяются масс-спектрометры, например омегатроном удается измерять давления до 10-10 мм рт. ст., а статическим, квадрупольным и др. масс-спектрометрами — до 10-12—10-13 мм рт. cm.

 

  Лит. см. при статьях Вакуумная техника, Вакуумметрия.

  Г. А. Ничипорович, В. С. Босов.

 


Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 22.01.2018 13:07:59

12:54 На СТС подтвердили переход Светлакова и Незлобина с ТНТ
12:45 Натали Портман рассказала об угрозах изнасилования после «Леона»
12:34 Дочь Обамы застукали в «мартенсах» с белым парнем
12:32 Американцы объявили войну стервятникам
12:24 Россиянам понравилось сознательно отказываться от детей
12:19 Синоптики сравнили московские и якутские морозы