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張家港匯誠優(yōu)機械有限公司
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鈦泵的工作原理
2017-6-17 閱讀(380)
鈦泵的工作原理
在鈦泵陽極筒中運動的電子，有軸向速度分量Vz和徑向速度分量Vr，因為Vr與軸向磁場Bz垂直，電子會受到洛侖茲力F=eVr´Bz作用，所以陽極筒內(nèi)的電子除受到軸對稱的電場力作用外，還受到eVr´Bz的洛侖茲力作用，電子的運動為軸向的直線運動和橫截面上的輪滾線運動。在橫截面上電子輪滾線運動半徑的大小是電子速度和磁場強度的函數(shù)，電子速度愈大（陽極電壓愈高），輪滾線的圈愈大；磁場愈強，輪滾線的圈愈小。當(dāng)陽極電壓較高時，為了避免電子“滾落”到陽極上，必須加一個較強的軸向磁場。在軸線方向，當(dāng)電子向陽極筒的中心截面運動時，受電場力的加速作用，電子的速度愈來愈大，越過中心截面后，電場力起阻礙作用而使電子做減速運動，靠近陰極板時Vz衰減為零，電子重新受電場力的加速作用而反向加速運動，過中心截面后又開始減速，如此不停的重復(fù)上述運動。電子在陽極筒中經(jīng)過很長的路程才落到陽極上。大量電子受磁場約束，以滾輪線的形式貼近陽極筒旋轉(zhuǎn)，形成一層電子云。旋轉(zhuǎn)電子云的旋轉(zhuǎn)頻率約為100兆赫茲量級，電子密度可達1010（個/厘米3）量級。上述現(xiàn)象稱為潘寧放電。
氣體分子和旋轉(zhuǎn)的電子碰撞而被電離，氣體離子在電場的作用下，飛向并轟擊陰極鈦板。離子轟擊鈦板產(chǎn)生兩種作用：1、濺射鈦，形成鈦膜；2、打出二次電子。
濺射出來的鈦原子，淀積在陽極內(nèi)壁和陰極板上，形成新鮮的鈦膜維持鈦泵的抽氣能力。離子的濺射能力隨入射離子的能量、質(zhì)量和入射角的不同而不同，能量大，質(zhì)量大的離子的濺射能力也大；斜射比垂直轟擊的效果要好。為了保證陽極筒上的鈦膜的吸氣能力，必須保證足夠的濺射率，即要求有足夠的電壓，以保證離子得到足夠的轟擊能量。離子轟擊鈦板，可打出二次電子，二次電子受電磁場作用進入旋轉(zhuǎn)電子云里，補充失去的電子。每個氣體分子被電離的同時，都至少放出一個電子，這些電子也進入到旋轉(zhuǎn)電子云里，它們和二次電子一起補償因跑到陽極上而損失的電子，從而能不斷地維持潘寧放電。
