溅射离子泵空间磁场的分布优化研究

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作者 王岩 王鹏飞 +1 位作者 任晨华 韩立 《真空科学与技术学报》 北大核心 2025年第10期827-833,共7页

永磁体是溅射离子泵重要的组成部件,通过数值模拟对现有溅射离子泵结构中的空间磁场分布进行分析,从而得到溅射离子泵外磁场和内磁场分布特征。在此基础上,提出了降低磁场外溢的双层磁屏蔽结构和提高内部磁场均匀度的NN极同向阵列永磁... 永磁体是溅射离子泵重要的组成部件,通过数值模拟对现有溅射离子泵结构中的空间磁场分布进行分析,从而得到溅射离子泵外磁场和内磁场分布特征。在此基础上,提出了降低磁场外溢的双层磁屏蔽结构和提高内部磁场均匀度的NN极同向阵列永磁体模型。双层磁屏蔽可以提供更高效屏蔽作用,气隙比控制在5%时,屏蔽效果可达到最大值的80%以上;内磁场将单一永磁体改为NN极同向阵列模型,可以有效提高磁场均匀度。提出的结构模型对溅射离子泵磁场优化设计提供一定的理论参考。 展开更多

关键词 溅射离子泵 磁场分布 电磁屏蔽 NN极同向阵列

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基于PIC-MCC方法的溅射离子泵抽速计算方法

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作者 王耀之 刘奕新 +1 位作者 张华鹏 张志军 《真空与低温》 2025年第3期405-411,共7页

基于溅射离子泵潘宁放电单元的实际工作条件,采用PIC-MCC方法建立了相应的仿真模型,并利用开源代码picFoam对单个潘宁放电单元进行了模拟分析。结合仿真结果与现有理论,通过计算离子入射参数,得到了溅射出的钛原子数量,并进一步结合阳... 基于溅射离子泵潘宁放电单元的实际工作条件,采用PIC-MCC方法建立了相应的仿真模型,并利用开源代码picFoam对单个潘宁放电单元进行了模拟分析。结合仿真结果与现有理论,通过计算离子入射参数,得到了溅射出的钛原子数量,并进一步结合阳极筒参数计算单个潘宁放电单元的抽速和溅射离子泵的整体抽速。分析了不同工作压力下离子的入射位置、入射能量及入射角度的分布规律,计算了单个潘宁放电单元的抽速。最终,基于阳极筒的排列方式得出溅射离子泵的整体抽速,计算结果与理论值对比显示出良好的一致性。 展开更多

关键词 溅射离子泵 PIC-MCC方法 潘宁放电 入射参数 抽速计算

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微型溅射离子泵金属-陶瓷封接强度及可靠性分析

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作者 高畅 张小青 +3 位作者 杜英华 付豪 杨永亮 陈芹 《真空电子技术》 2025年第3期41-44,62,共5页

为了解决微型溅射离子泵的引线瓷封件在焊接过程中出现的陶瓷沿封接边缘开裂问题,通过ANSYS有限元分析软件对微型溅射离子泵的引线瓷封件进行封接应力计算。有限元分析结果表明,原有结构中陶瓷的最大封接应力已超过材料的抗拉强度,计算... 为了解决微型溅射离子泵的引线瓷封件在焊接过程中出现的陶瓷沿封接边缘开裂问题,通过ANSYS有限元分析软件对微型溅射离子泵的引线瓷封件进行封接应力计算。有限元分析结果表明,原有结构中陶瓷的最大封接应力已超过材料的抗拉强度,计算得到的陶瓷断裂位置与实际断裂位置相吻合,通过优化金属-陶瓷封接结构减小了封接应力,解决了陶瓷开裂问题。改进的微型溅射离子泵通过了3次热循环试验,具有良好封接强度,满足气密性和耐压性能的要求。该微型溅射离子泵可应用于行波管中,具有维持器件内部真空度的作用。 展开更多

关键词 微型溅射离子泵 封接应力 可靠性

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不同磁屏蔽结构对溅射离子泵漏磁的影响

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作者 张颖志 李冬 +2 位作者 汪良 袁方 叶琳琳 《工程与试验》 2025年第3期82-85,共4页

溅射离子泵漏磁是评价离子泵性能的重要指标之一,其影响着离子泵的抽气性能。针对电镜等特殊应用领域,也要减少漏磁对电子枪的磁影响。通过增加磁屏蔽结构,可以有效减少磁场的泄漏。本文以一种离子泵为例,通过对比测试不同的磁屏蔽结构(... 溅射离子泵漏磁是评价离子泵性能的重要指标之一,其影响着离子泵的抽气性能。针对电镜等特殊应用领域,也要减少漏磁对电子枪的磁影响。通过增加磁屏蔽结构,可以有效减少磁场的泄漏。本文以一种离子泵为例,通过对比测试不同的磁屏蔽结构(U形顶磁屏蔽、蝶形顶磁屏蔽、全包侧磁屏蔽、底磁屏蔽),可以得出,U形顶磁屏蔽结构是其中磁屏蔽效果最优的结构。 展开更多

关键词 溅射离子泵 漏磁 磁屏蔽 U形顶磁屏蔽

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一种磁选态铯束管的真空设计方法 被引量：3

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作者 陈江 成大鹏 +2 位作者 马寅光 张涤新 崔敬忠 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期16-19,共4页

密封铯束管是铯原子钟的物理部分,也是一种电真空器件。但是有关铯束管的真空设计方法在文献中很少讨论。本文提出了一种设计方法,该方法基于物理及使用要求。首先根据铯原子束流强度与铯束管内压强关系,得出铯束管的工作压强应当满足... 密封铯束管是铯原子钟的物理部分,也是一种电真空器件。但是有关铯束管的真空设计方法在文献中很少讨论。本文提出了一种设计方法,该方法基于物理及使用要求。首先根据铯原子束流强度与铯束管内压强关系,得出铯束管的工作压强应当满足的范围,在此基础上以铯束管的静态放置时间的要求为依据,定出材料单位面积平均出气率,进而对溅射离子泵的抽速和结构提出要求。文章内容无论对磁选态还是对光抽运密封铯束管的设计都具有参考价值。 展开更多

关键词 铯束管 材料出气率 溅射离子泵 真空设计

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国产溅射离子泵主要性能测试及现状 被引量：5

6

作者 赵飞云 殷立新 +3 位作者 殷明 周洪军 王勇 王秋平 《真空》 CAS 北大核心 2004年第6期24-27,共4页

在相同的条件下使用同一套测试装置,按照国家机械行业标准JB/T2965—92的要求,对国内几个主要溅射离子泵生产厂家提供的商用溅射离子泵进行性能测试,列出并分析测试结果,使大家对国产溅射离子泵目前的状况有所认识,同时期待国内真空泵... 在相同的条件下使用同一套测试装置,按照国家机械行业标准JB/T2965—92的要求,对国内几个主要溅射离子泵生产厂家提供的商用溅射离子泵进行性能测试,列出并分析测试结果,使大家对国产溅射离子泵目前的状况有所认识,同时期待国内真空泵厂能够与时俱进,进一步改进和提高溅射离子泵性能以满足国内科技发展的需要。 展开更多

关键词 溅射离子泵 性能测试

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被动型氢原子钟吸气剂泵的应用研究 被引量：3

7

作者 杨浩 戴家瑜 林传富 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期337-340,共4页

描述了上海天文台在2008年为提高被动型氢原子钟真空系统的可靠性所研制的由非蒸散型吸气剂泵和小离子泵组成的复合泵的实验过程,吸气剂泵在室温下吸收2.1MPa.l的H2气后仍可达到3.2×10-5Pa的真空度,2l/s的离子泵电流工作在0.30μA... 描述了上海天文台在2008年为提高被动型氢原子钟真空系统的可靠性所研制的由非蒸散型吸气剂泵和小离子泵组成的复合泵的实验过程,吸气剂泵在室温下吸收2.1MPa.l的H2气后仍可达到3.2×10-5Pa的真空度,2l/s的离子泵电流工作在0.30μA,证明了复合泵可以维持氢钟13年以上的正常工作。经过再激活固定了激活工艺,吸气剂最终吸氢6.0 MPa.l仍没有饱和,证明了吸气剂的强大吸氢能力。至今复合泵已成功应用在4台被动型氢钟上。 展开更多

关键词 氢原子钟 非蒸散型吸气剂 溅射离子泵 真空

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同步辐射储存环用国产溅射离子泵的发展方向 被引量：3

8

作者 蒋迪奎 殷立新 赵飞云 《真空科学与技术》 CSCD 北大核心 1999年第4期312-320,共9页

根据真空系统运行条件，参考国内外ＳＩＰ，拟订了同步辐射储存环用国产ＳＩＰ的性能指标。结合ＳＩＰ的机理和国际测试标准，对指标作了分析说明，以期加深国内真空泵厂对改进ＳＩＰ必要性的认识，统一厂方和用户对指标的理解，在真空... 根据真空系统运行条件，参考国内外ＳＩＰ，拟订了同步辐射储存环用国产ＳＩＰ的性能指标。结合ＳＩＰ的机理和国际测试标准，对指标作了分析说明，以期加深国内真空泵厂对改进ＳＩＰ必要性的认识，统一厂方和用户对指标的理解，在真空界推行公正的竞争，促进国产ＳＩＰ质量的提高和走向国际市场。 展开更多

关键词 溅射离子泵 性能指标 同步辐射 储存环

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主动型氢原子钟吸气剂泵的实验研究 被引量：3

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作者 杨浩 张燕军 +2 位作者 刘俊 王文明 张为群 《真空》 CAS 2012年第5期7-9,共3页

为提高上海天文台的主动型氢原子钟真空维持系统——240 L/s钛溅射离子泵3～4年就可能出现的可靠性问题,研制了非蒸散型吸气剂泵和2 L/s小离子泵组成的复合泵。描述了复合泵的实验过程,吸气剂在450℃激活,在室温下吸收6.3 MPa.L的氢气... 为提高上海天文台的主动型氢原子钟真空维持系统——240 L/s钛溅射离子泵3～4年就可能出现的可靠性问题,研制了非蒸散型吸气剂泵和2 L/s小离子泵组成的复合泵。描述了复合泵的实验过程,吸气剂在450℃激活,在室温下吸收6.3 MPa.L的氢气后仍可达到5.9×10-5 Pa的真空度,2 L/s的离子泵电流工作在0.7μA,证明了复合泵可以维持主动型氢钟10年以上的正常工作。 展开更多

关键词 氢原子钟 溅射离子泵 非蒸散型吸气剂 激活 真空

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微型溅射离子泵极小抽速精确测量的意义和难点 被引量：3

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作者 郭美如 成永军 +7 位作者 孙雯君 任正宜 陈江 王佐磊 董猛 吴成耀 李海涛 耿健 《真空与低温》 2020年第1期42-47,共6页

抽速小于10-4 m^ 3/s量级的微型溅射离子泵在航天载荷产品、电子器件、科学仪器领域应用广泛,现有的抽速测量方法都大于10-2 m^3/s量级,无法解决极小抽速精确测量的急需。制约抽速测量的主要原因是测量用电离真空计本身的抽速在10-5~10-... 抽速小于10-4 m^ 3/s量级的微型溅射离子泵在航天载荷产品、电子器件、科学仪器领域应用广泛,现有的抽速测量方法都大于10-2 m^3/s量级,无法解决极小抽速精确测量的急需。制约抽速测量的主要原因是测量用电离真空计本身的抽速在10-5~10-4 m ^3/s量级,与被测微型真空泵抽速在同一数量级,以及现有测量方法无法适用于极小抽速的测量。在论述微型溅射离子泵极小抽速测量的重要意义及分析其难点的基础上,调研了极小抽速测量研究的最新进展,提出了极小抽速测量的构想,期望能为实现微型溅射离子泵极小抽速的精确测量提供帮助。 展开更多

关键词 微型溅射离子泵 极小抽速 精确测量

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兰州重离子加速器前束线真空系统改造 被引量：3

11

作者 周利娟 吴德忠 胡振军 《真空与低温》 2002年第2期115-120,共6页

介绍了兰州重离子加速器 (HIRFL)前束线真空系统的基本结构 ,给出了HIRFL前束线真空系统改造前的流导、气体负荷及压力分布情况。提出了具体的改造方案。使真空系统达到了设计要求 :泵口压力小于 5× 10 -6Pa ,两泵中心平面压力小于... 介绍了兰州重离子加速器 (HIRFL)前束线真空系统的基本结构 ,给出了HIRFL前束线真空系统改造前的流导、气体负荷及压力分布情况。提出了具体的改造方案。使真空系统达到了设计要求 :泵口压力小于 5× 10 -6Pa ,两泵中心平面压力小于 1× 10 -5Pa。 展开更多

关键词 兰州重离子加速器 前束线 真空系统 有效抽速 压力梯度 溅射离子泵 结构 技术改造

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溅射离子泵阳极筒-阴极板间距对抽气特性影响的数值研究 被引量：1

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作者 王晓冬 黄海龙 +2 位作者 宁久鑫 田野 耿建 《真空与低温》 2020年第4期265-269,共5页

建立了描述溅射离子泵抽气单元抽气特性的计算模型。采用商业软件COMOL Multiphysics,将等离子体模块、磁场模块、带电粒子追踪模块进行耦合,计算得到了阳极筒内潘宁放电特性参数、气体离子入射阴极板能量和角度。引入非垂直入射溅射产... 建立了描述溅射离子泵抽气单元抽气特性的计算模型。采用商业软件COMOL Multiphysics,将等离子体模块、磁场模块、带电粒子追踪模块进行耦合,计算得到了阳极筒内潘宁放电特性参数、气体离子入射阴极板能量和角度。引入非垂直入射溅射产额公式,计算得到阳极筒内壁溅射产额及抽气单元抽速。模拟计算结果与实验数据的对比表明,两者具有较好的一致性,验证了所建模型的适用性。基于所建计算模型,开展了溅射离子泵阳极筒-阴极板间距对抽气性能影响的数值研究。计算结果表明,阳极筒与阴极板间距对抽气单元的有效抽速有显著影响,并存在最优间距,该间距下抽气单元的抽速最大,同时最优间距随阳极筒半径增加而增大。基于模拟结果,提出了非等径、非等高阳极筒抽气单元阵列结构离子泵设计方案,为溅射离子泵的结构改进和性能优化提供了新的设计思路和可行路径。 展开更多

关键词 溅射离子泵 抽气单元 抽气特性 数值计算 结构改进

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溅射离子泵对 N_2 和 CO 抽速的理论计算 被引量：1

13

作者 孙亚兵 王守国 俞世吉 《真空与低温》 1997年第2期100-103,共4页

根据潘宁放电机理，导出溅射离子泵抽速的理论公式。讨论了抽速对各种放电参数的依赖关系。计算了离子泵对Ｎ２和ＣＯ的抽速。计算结果和实验测试以及经验公式的结果有较好的符合。

关键词 放电 抽速 真空泵 溅射离子泵

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铯束管超高真空维持特性研究

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作者 郑宁 杨军 +3 位作者 陈江 王骥 刘志栋 郭美如 《真空与低温》 2021年第3期235-238,共4页

铯束管超高真空长期维持特性是铯原子钟的关键技术指标之一,真空度会影响铯原子钟的性能指标及寿命。材料表面放气率是影响铯束管真空度的主要因素。在铯束管封装过程中,必须针对不同材料制定相应的真空除气工艺来减小材料的放气率,并... 铯束管超高真空长期维持特性是铯原子钟的关键技术指标之一,真空度会影响铯原子钟的性能指标及寿命。材料表面放气率是影响铯束管真空度的主要因素。在铯束管封装过程中,必须针对不同材料制定相应的真空除气工艺来减小材料的放气率,并在铯束管内安装溅射离子泵来维持真空。本文通过理论分析,得出了铯束管内的工作压力,并测试了溅射离子泵的各项性能指标、真空度与铯炉工作温度之间的关系、铯束管的真空维持特性等,研究结果为磁选态铯束管研制及测试提供了参考。 展开更多

关键词 铯束管 真空维持 放气率 溅射离子泵

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微型溅射离子泵性能测试 被引量：8

15

作者 梅国强 齐京 +1 位作者 陈旭 朱秀珍 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期449-453,共5页

本文介绍了小抽速微型溅射离子泵的性能测试系统和参考机械行业标准确定的测试方法,探讨了测量结果误差来源。实验测试了微型溅射离子泵的各项性能指标,为进一步研制提供了依据。

关键词 微型溅射离子泵 性能测试 动态流导法

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从分析离子泵到提高SOHM-4型氢原子钟的寿命

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作者 杨浩 《中国科学院上海天文台年刊》 2013年第1期64-71,共8页

上海天文台生产的SOHM-4型氢原子钟工作3a-4a离子泵就会打火，破坏脉泽真空环境。为了使氢钟能够继续工作，必须更换新的离子泵泵芯。为破解这一难题，使已经生产的上百台SOHM-4氢钟在10a的寿命期内不被中断运行，分析了离子泵抽氢机理... 上海天文台生产的SOHM-4型氢原子钟工作3a-4a离子泵就会打火，破坏脉泽真空环境。为了使氢钟能够继续工作，必须更换新的离子泵泵芯。为破解这一难题，使已经生产的上百台SOHM-4氢钟在10a的寿命期内不被中断运行，分析了离子泵抽氢机理及阴极材料，列举了大量实验结果，发现β-Ti合金比α-Ti有更大的吸氢容量，可以大幅度提升吸氢离子泵的寿命。最后指出，用β-Ti合金阴极板来替代目前的纯钛阴极板是一种有效的方法。 展开更多

关键词 氢原子钟 溅射离子泵 阴极材料 钛合金

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微型复合溅射离子泵的设计研究 被引量：4

17

作者 胡银富 齐京 陈旭 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期20-24,共5页

本文介绍了一种非蒸散型吸气剂(NEG)与微型溅射离子泵(SIP)集成构成的微型复合溅射离子泵。测试结果表明,当吸气剂激活后,复合泵的抽速达到0.45 L/s,比未加吸气剂的同型溅射离子泵抽速提高了28%。该复合泵使真空器件的真空维持效果良好... 本文介绍了一种非蒸散型吸气剂(NEG)与微型溅射离子泵(SIP)集成构成的微型复合溅射离子泵。测试结果表明,当吸气剂激活后,复合泵的抽速达到0.45 L/s,比未加吸气剂的同型溅射离子泵抽速提高了28%。该复合泵使真空器件的真空维持效果良好,可广泛应用于中小型的密闭真空器件中。 展开更多

关键词 真空器件 溅射离子泵 非蒸散型吸气剂

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基于蒙特卡洛法溅射离子泵泵腔结构研究 被引量：4

18

作者 崔寓淏 窦仁超 +2 位作者 王凯 马永强 周雪茜 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期107-110,共4页

采用蒙特卡洛方法对溅射离子泵腔抽气通道内的气体流动规律进行数值模拟。建立了不同溅射离子泵结构的几何模型,计算了气体分子在不同泵腔结构中进出比例,分析了腔结构对反流量的影响,得到了抽气组件在不同泵腔结构中的抽气效率,探讨各... 采用蒙特卡洛方法对溅射离子泵腔抽气通道内的气体流动规律进行数值模拟。建立了不同溅射离子泵结构的几何模型,计算了气体分子在不同泵腔结构中进出比例,分析了腔结构对反流量的影响,得到了抽气组件在不同泵腔结构中的抽气效率,探讨各种类型腔结构的抽气特点;最后计算了舱体高度对抽气性能的影响。结果表明:在相同条件下,I型泵腔结构抽气性能最好,T型泵腔结构次之,双侧型泵腔结构抽气性能最差。 展开更多

关键词 溅射离子泵 蒙特卡洛方法 分子流

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溅射离子泵抽气单元放电及离子输运仿真 被引量：3

19

作者 宁久鑫 黄海龙 +1 位作者 王晓冬 孙浩 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期962-967,共6页

基于有限元法,对溅射离子泵抽气单元内气体放电及离子输运过程进行了研究.采用商业软件COM SOL M ultiphysics将等离子体模块、磁场模块、带电粒子追踪模块进行耦合,计算得到阳极筒内电子密度的分布规律.研究了气体压强、阳极电压、磁... 基于有限元法,对溅射离子泵抽气单元内气体放电及离子输运过程进行了研究.采用商业软件COM SOL M ultiphysics将等离子体模块、磁场模块、带电粒子追踪模块进行耦合,计算得到阳极筒内电子密度的分布规律.研究了气体压强、阳极电压、磁场强度等参数对电子密度的影响,追踪了离子在不同压强下的运动轨迹,得到了离子对阴极板的入射角度和冲击能量.将仿真结果代入到理论抽速计算公式中,所得结果与实验数据进行对比,两者具有很好的一致性,验证了仿真模型的准确性.对离子泵结构设计和性能优化提供了一种适用方法. 展开更多

关键词 溅射离子泵 离子输运 多物理场耦合 仿真分析 抽气速率

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微型溅射离子泵放电模拟与抽气特性研究 被引量：3

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作者 耿健 郭美如 +7 位作者 王晓冬 张世伟 成永军 孙雯君 黄海龙 李海涛 任正宜 吴成耀 《真空与低温》 2021年第1期45-51,共7页

为了解溅射离子泵抽气过程中内部放电与抽速的关系,考虑了N2分子的激发、电离及粒子之间的弹性碰撞等过程,利用COMSOL软件对微型溅射离子泵内部气体放电进行了数值模拟研究。得到了电子密度、温度、粒子轨迹、入射角度及入射能量的分布... 为了解溅射离子泵抽气过程中内部放电与抽速的关系,考虑了N2分子的激发、电离及粒子之间的弹性碰撞等过程,利用COMSOL软件对微型溅射离子泵内部气体放电进行了数值模拟研究。得到了电子密度、温度、粒子轨迹、入射角度及入射能量的分布变化,并分析了这些因素对抽速的影响。在搭建的实验平台上对微型溅射离子泵进行了抽速测量,得到了不同工作电压下抽速随压力变化的曲线,并与理论抽速相对比,模拟结果、实验数据与理论抽速有较好的一致性。对溅射离子泵的设计与改进具有参考价值。 展开更多

关键词 微型溅射离子泵 放电模拟 极小抽速 抽气特性

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