Длительность сверхвысоковакуумной откачки

Ключевые слова: сверхвысокий вакуум, монослой сорбата, режимы откачки

Аннотация

Сверхвысоковакуумное оборудование используется не только для решения исследовательских задач, но и для реализации современных технологий нанесения тонких пленок. Если длительность откачки до высокого вакуума определяется в основном удалением газа из объема вакуумной камеры, то получение сверхвысокого вакуума связано с удалением сорбированных газов, главным образом, паров воды с поверхности стенок вакуумной камеры. Методика расчета режимов откачки с учетом сорбированного газа на стенках вакуумной камеры подробно изложена Л.Н. Розановым в [1].
Расчет времени откачки до давления р с учетом наличия сорбата паров воды на внутренних стенках вакуумной камеры можно рассчитать по формуле
t= Fadm/(S_0 (1-m)p^(1-m) ),
где F – площадь внутренней поверхности вакуумной камеры, м2; S0 - эффективная быстрота откачки вакуумной камеры, м3/с; а – количество сорбата в монослое на единице поверхности, м3Па/м2; d и m – коэффициенты в уравнении Френдлиха; р – давление, до которого необходимо откачать вакуумную камеру, Па.
Используя данную методику, были смоделированы режимы откачки вакуумных камер объемом от 2 до 2000 л с площадью внутренней поверхности от 0,1 до 10 м2. Считая, что a=2.10-2 м3Па/м2, по приведенной выше формуле были рассчитаны длительности откачки для отношения F/S0 0,1, 1, и 10 при S0=1 м3/с.
Расчеты показали, что в зависимости от площади внутренней поверхности камеры, температуры её нагрева и эффективной быстроты откачки время откачки до давления 10-7 Па может составлять от нескольких секунд до двух часов, а до давления 10-9 Па – от нескольких минут до 50 часов, что во многом соответствует экспериментальным данным.

Keywords: ultra high vacuum, sorbate monolayer, pumping regime

Abstract