Przedmiotem wynalazku jest uklad pompy jono* wej, przeznaczonej do stosowania w podstawowych i stosowanych badaniach fizycznych, fizykochemicz¬ nych, przestrzeni kosmicznej itp. oraz w technologii mikroelektronicznej, metalurgii prózniowej, elek¬ trycznej izolacji prózniowej i obróbce metali.Znany jest uklad pomp jonowych, w których joni¬ zacje prowadzi sie w urzadzeniu elektrostatycznym typu orbitron, a sublimacje wywoluje sie za pomoca bombardowania elektronowego. Urzadzenie sklada sie z jednego lub dwóch wlosowych zródel elektro-* nów, osadzonych w dolne) czesci cylindrycznej obu¬ dowy, w której srodku, wzdluz osi, jest umieszczona pretowa anoda-sublimator. Na anodzie-sublimatorze znajduje sie material pochlaniajacy w ksztalcie cylindra o znacznie wiekszej srednicy, niz srednica anody. Miedzy wlosowym zródlem elektronów, które stanowi wlasciwie ogrzewana katode i anoda-subli- matorem, znajduje sie tarcza ochronna zapobiegaja¬ ca bezposredniemu podaniu elektrodów na anode* Wady tego urzadzenia polegaja na tym, ze ma ono skomplikowana budowe, mala skutecznosc jonizacji, maly zapas materialu pochlaniajacego, nierówno¬ mierne zuzycie anody-sublimatora i utrudniony roz¬ ruch przy wyzszym cisnieniu.Znany jest uklad pompy jonowej (Swiadectwo wynalazcze N 14 354 Ludowa Republika Bulgarii) zawierajacy cylindryczna anode-sutóimator umiesz¬ czona wspólsrodkowo wokól kolowego zródla elektronów. Ponizej zródla elektronów i powyzej U 15 25 anody sa umieszczone odpowiednio górna i dolna plaskie elektrody odbijajace. Cale urzadznie jest oto* czone metalowa obudowa umieszczona w osiowym pohi magnetycznym* Wady tego urzadzenia polegaja na tym, ze ma ono utrudniony rozruch przy cisnieniu wiekszym niz 10-2 pa nieregularne zuzycie anody-sublimatora, jak równiez maly zapas materialu pochlaniajacego, sku¬ tkiem ograniczonej odleglosci miedzy anoda i górna elektroda odbijajaca.Celem wynalazku jest unikniecie wymienionych wad, a zadaniem technicznym wiodacym do lego celu jest opraoowanie ukladu pompy jonowej, o sto¬ sunkowo duzym zapasie materialu pochlaniajacego, zuzywajacej równomiernie anode-sublimator i ma¬ jacej latwy i szybki rozruch przy cisnieniu wiekszym niz 10*2 Pa.Zadanie to w ukladzie pompy jonowej rozwiazano wedlug wynalazku w ten Sposób, ze dolna elektroda odbijajaca jest wykonana w postaci pustego cylin¬ dra, zamocowanego podstawa w otworze plyty. Zró¬ dlo elektronów obejmuje pusty cylinder dolnej elektrody odbijajacej, a anoda-sublimator ma podsta¬ we bardziej niz dwukrotnie mniejsza od jej wyso¬ kosci. Odleglosc miedzy plytami dolnej elektrody odbijajacej i górnej elektrody odbijajacej jest wie¬ ksza niz 70 mm.Zaleta ukladu pomupy jonowej wedlug wynalazku jest to, ze jej wytwarzanie wymaga malych nakladów 116 5573 technologicznych. Ma ona oprócz tego wysoka nie¬ zawodnosc i duza predkosc pompowania jonów.Wprowadzenie ksztaltujacej elektrody odbijajacej umozliwia zwiekszenie dlugosci anody-sublimatora, przy czym zapas pochlaniacza osiaga 10—15 g, a po¬ wiekszona powierzchnia scian, powleczonych obojet¬ nym materialem zwieksza predkosc odpompowywa¬ nia gazów aktywnych chemicznie.Uklad pompy jonowej wedlug wynalazku w przy¬ kladzie wykonania uwidoczniono na rysunku. Pompa zawiera obudowe 1, dolna elektrode odbijajaca 2, zlozona z pustego cylindra 21 i plyty 22, zródla elek¬ tronów 3, anody-sublimatora 4, górnej elektrody od¬ bijajacej 5 i elektromagnesu 6.Anoda-sublimator moze miec srednice podstawy 5—10 mm i wysokosc 10—60 mm. Jest ona umiesz¬ czona nad zródlem elektronów 3 o srednicy 15— —40 mm. Zródlo elektronów 3 jest osadzone na dol¬ nej elektrodzie odbijajacej 2, odgrywajacej role elek¬ trody ksztaltujacej pole elektryczne. Ma ono ksztalt pustego cylindra o srednicy podstawy 15—25 mm i wysokosci 6—12 mm zamocowanego podstawa w otworze plyty 22.Odleglosc plyty 22 dolnej elektrody odbijajacej od podstawy anody-sublimatora 4 wynosi 30—40 mm, a odleglosc od najnizszego punktu zródla elektronów 3 wynosi 3—12 mm.Nad anoda-sublimatorem 4 jest umieszczona górna elektroda odbijajaca 5, a odleglosc miedzy nia i ply¬ ta 22 dolnej elektrody odbijajacej 2 jest wieksza niz 70 mm. Caly uklad jest umieszczony w obudowie 1 w postaci cylindra z ochladzanymi scianami, oto¬ czonego elektromagnesem 6.Miedzy anode-sublimator 4 i zródlo elektronów 3 przyklada sie wysokie napiecie 5—10 kV. Zródlo elektronów 3 ma dodatni potencjal przyspieszajacy o wielkosci 400—700 V w stosunku do uziemionych scian obudowy 1, przy którym predkosc pompowania pompy jonowej jest najwieksza. Elektromagnes 6 wytwarza stale, osiowe pole magnetyczne o wielkos¬ ci 0,01—0,024 T.Przebiegi fizyczne powstale w ukladzie maja na¬ stepujaca postac. Elektrony uzyskane ze zródla elek¬ tronów 3 kieruja sie pod wspólnym dzialaniem pól magnetycznego i elektrycznego po spiralnych torach wokól osi ku górze do górnej elektrody odbijajacej 5, od której odbijaja sie spowrotem i po wielokrot¬ nych oscylacjach padaja na anode-sublimator po to¬ rach prawie stycznych do jej powierzchni otacza¬ jacej.Przyjety ksztalt i wymiary dolnej elektrody odbija¬ jacej 2 oraz jej oddalenie od zródla elektronów 3 i anody-sublimatora 4 umozliwia za pomoca pola elektrycznego równomierne bombardowanie calej ob¬ wodowej powierzchni anody-sublimatora 4 elektro- 557 4 nami, jak równiez normalna prace w polu magne¬ tycznym, równiez w czasie rozruchu.Oddajac swoja energie, elektrony ogrzewaja rów¬ nomiernie cala otaczajaca powierzchnie, w trakcie 5 czego material pochlaniacza sublimuje na chlodzo¬ nych scianach obudowy 1. Wiazka oscylujacych elektronów jonizuje gazy resztkowe. Wynikiem tych zjawisk dynamicznych uwarunkowanych optymalnie dobranymi odleglosciami dla okreslonego pola mag- 3 netycznego miedzy elektrodami odbijajacymi dolna 2 i górna 5 i dzialaniem potencjalu przyspieszajace¬ go, jest skierowanie uzyskanych jonów ku scianom obudowy 1, gdzie zostaja uwiezione przez nieustan¬ nie osadzajacy sie material pochlaniajacy. Warstwa 5 materialu pochlaniajacego wiaze sie z chemicznie aktywnymi gazami, które w ten sposób usuwa sie z opróznianego pomieszczenia.Uklad dziala nastepujaco. Rozruch ukladu zaczyna sie po odpompowaniu do cisnienia mniejszego niz 1 Pa, przy czym przez doprowadzenie wysokiego, dodatniego napiecia do anody-sublimatora 4 i rów¬ nomierny wzrost emisji material pochlaniacza ulega odparowaniu.. W ukladzie oprócz tego nie ma pola magnetyczne¬ go, a zródlo elektronów 3 jest uziemione. Odpompo¬ wywanie gazów jest czysto sublimacyjne. Po osiag¬ nieciu cisnienia mniejszego niz 5-10-3 Pa, wlacza sie potencjal przyspieszajacy i wprowadza osiowe pole magnetyczne. Tym samym wprowadza sie obok su¬ blimacyjnego, pompowanie jonowe gazu i urzadzenie wchodzi w swa normalna prace.Graniczne wartosci cisnienia osiagane w ukladzie zaleza od czystosci materialu pochlaniacza, przy czym 35 osiaga sie cisnienia nizsze niz 10"5 Pa. Czas rozruchu wynosi 10—15 minut przy cisnieniu poczatkowym 1 Pa.Zastrzezenie patentowe 40 Uklad pompy jonowej skladajacy sie .z pustej, cy¬ lindrycznej obudowy, w której osi rozmieszczono ko¬ lejno nad soba dolna elektrode odbijajaca, zródlo elektronów o ksztalcie pierscieniowym, anode-subliT 45 mator w postaci cylindra i górna elektrode odbijaja¬ ca, przy czym obudowe z zewnatrz otacza elektro¬ magnes o stalym polu magnetycznym skierowanym podluznie, znamienny tym, ze dolna elektroda odbi¬ jajaca (2) jest wykonana w postaci pustego cylindra 50 (21), zamocowanego podstawa na plycie (22), przy czym zródlo elektronów (3) otacza ten pusty cylin¬ der (21), a anoda-sublimator. (4) ma podstawe dwu¬ krotnie mniejsza niz wysokosc, odleglosc zas miedzy plyta (22) i górna elektroda odbijajaca (5) jest wie- 55 ksza niz 70 mm.116 557 jri i pji bJ H IgL^1 _£/ H 1^^ i ^ j 7 1 ^ H|^r PL