真空中元器件的除气问题

电真空器件除气的目的就在于获得并保持器件能正常工作的良好真空环境。

电真空器件本身是个非常复杂的物理-化学系统,在它里面同时进行许多物理、化学过程,包括:吸附和脱附、扩散和转移、化合和分解等。这些过程的进行方式与程度与除气工艺关系很大。因此,在制订除气工艺规范时,必须跟据器件结构的特点、性能和寿命要求,综合考虑如下因素:

(1) 器件所用材料的理化及真空性能,以及在真空中的物质迁移过程;

(2) 阴极、消气剂与各种气体组成成分的相互作用,以及他们在除气过程中发生的物理、化学变化;

(3) 真空排气系统的正确选择与使用。

玻璃器件外壳,用高温烘烤除气。玻璃在高温下容易发生热分解现象,热分解产物对电极损害很大,产物放出量与他们在玻璃中的含量和烘烤温度有关。出于这方面考虑,玻璃在除气时不能进行长时间的高温烘烤。

一般玻璃在450℃烘烤1~2h即可,为防止玻璃在排气间再吸气,可以在排气间将温度保持在250~300℃。陶瓷类不能超过650℃。

除气一般用真空烤箱,烘烤时真空度一般应高于10-2Pa。采用真空烘烤除气即可以避免大气烘烤除气时产生的腐蚀开裂现象,又可加速金属管壳的除气。

玻璃外壳的器件,阳极一般用高频感应加热法除气。阳极构成高频线圈的次级回路,感生的涡流使阳极温度迅速升高从而使吸附的气体放出。 金属外壳的器件由于不能用高频加热方法对内部电极除气,常利用电子轰击对电极进行除气。由于除气是在阴极激活后进行的,因此在除气时必须保持高真空状态,严格控制出气率,以免损伤阴极。

电子轰击除气过程中,器件空间的气体分子受电子撞击形成正离子,在电场中被加速并轰击负点位电极,使电极的表面膜和材料本身发生溅射。当电子轰击的能量在250~300eV时,分子的聚合作用比较明显,这种聚合作用常使表面有机物生成稳定的半导体膜或绝缘膜,造成电极间漏电或因电子逸出功改变导致电参数不稳定。在电真空器件中,离子轰击对阴极危害最大。阴极涂层因离子轰击溅射产生凸凹不平的离子斑,造成发射不均匀,电子聚焦特性变坏(如行波管、显像管等)严重的可将涂层局部打光甚至将基体金属打穿。离子也可能轰击负电位的控制栅及电子束管中电子枪的调制极,破坏电极表面的Au、Ag、 Pt等涂层,导致栅放增大。

离子轰击吸附有氧或卤素的电极时,会产生大量的负离子,负离子轰击高电位电极(栅管内屏栅,显像管荧光屏等)时间同样能形成离子斑,对电极表面造成破坏。

  • exp/vacuum_st/outgas.txt
  • 最后更改: 2010/02/01 10:21
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