Agilent Varian VacIon Plus 20 StarCell Ionenpumpe, 20 l/s Pumpgeschwindigkeit, 2,75 Zoll Conflat/CF-Einlass, mit Ferritmagneten. Agilent Varian Teilenummer 9191145. Die Agilent Varian VacIon Plus-Serie von Ionenpumpen ist aufgrund ihrer hohen Leistung bei der Erzeugung von Ultrahochvakuum (UHV), ihrer Sauberkeit, ihrer Fähigkeit, verschiedene Gase zu pumpen, ihrer langen Lebensdauer, ihrer Fähigkeit, den Vakuumdruck abzulesen, und ihres wartungs- und vibrationsfreien Betriebs Spitzenklasse. Hier bieten wir die Agilent Varian VacIon Plus 20 StarCell Ionenpumpe mit 2,75 Zoll Conflat-Einlassflansch an (ohne die 120 VAC-Heizungen). Die VacIon Plus 20 StarCell hat einen Enddruck unter 10-11 Torr, eine maximale Backtemperatur von bis zu 350 Grad C und eine Pumpgeschwindigkeit von 20 l/s. Eine vollständige Broschüre mit technischen Daten und Anwendungen für die Agilent Varian VacIon Plus 20 StarCell-Ionenpumpe kann weiter unten im PDF-Format heruntergeladen werden. Diese Agilent Varian VacIon Plus 20 StarCell-Ionenpumpe mit Ferritmagneten hat die Agilent Varian-Teilenummer 9191145. Funktionsweise von IonenpumpenVakuumpumpen arbeiten im Allgemeinen auf der Grundlage, dass sie in sich eine geringere Gasdichte aufrechterhalten als in der Umgebung, in die sie pumpen. Dies führt zu einer Nettomigration von Gas in die Pumpe aufgrund der zufälligen Bewegung der Moleküle unter molekularen Strömungsbedingungen. Sobald sie in den Pumpen sind, entweichen nur wenige und werden je nach Pumpentyp entweder verdrängt oder eingefangen. Anstatt eine Verdrängungspumpe zu sein, die tatsächlich Gasmoleküle durch sich hindurch in die Atmosphäre befördert, fängt die Ionenpumpe sie ein und speichert sie. Daher muss die Pumpe irgendwann überholt oder ersetzt werden. Dies ist im Allgemeinen nur nach vielen Jahren des Gebrauchs erforderlich. weitere Informationen Der allgemeine Name Sputter-Ionenpumpe (oder Ionengetterpumpe) rührt von der Tatsache her, dass einige der Gasmoleküle ionisiert werden und ein Zerstäuben des Zerstäubungsmittels verursachen. Dieses Material reagiert chemisch mit den aktiven Gasen und bildet stabile Verbindungen, die sich an den Innenwänden der Pumpe ablagern. Der Getter, normalerweise Titan, wird durch eine Platte oder Elektrode aus diesem Material bereitgestellt, die wiederum von Gasionen zerstäubt und erodiert wird, die unter dem Einfluss der Hochspannung gebildet werden. Diese elektrischen Potenziale liegen normalerweise im Bereich von 3.000 bis 7.000 VDC. Ein externer permanenter Magnetkreis erzeugt ein Magnetfeld, das normalerweise im Bereich von 800 bis 2.000 G liegt und parallel zur Anodenzellenachse verläuft. Die Funktion der Anodenzellenstruktur besteht darin, eine „Wolke“ hochenergetischer Elektronen zu enthalten, die durch das Magnetfeld eingeschränkt werden. Die meisten Ionisierungsgeräte funktionieren auf die gleiche Weise. Bei einer Kollision werden Gasmoleküle von hochenergetischen Elektronen bombardiert. Ein Molekül kann ein oder mehrere seiner eigenen Elektronen verlieren und bleibt dadurch als positiv geladenes Ion zurück. Unter dem Einfluss eines starken elektrischen Felds wird das Ion in die Titankathode beschleunigt. Die Kraft dieser Kollision reicht aus, um Atome aus der Kathode auszustoßen und auf die angrenzenden Wände der Pumpe zu „zerstäuben“. Frisch zerstäubtes Titan ist extrem reaktiv und reagiert chemisch mit aktiven Gasen. Die entstehenden Verbindungen sammeln sich auf den Oberflächen der Pumpenelemente und Pumpenwände an. Aktive Gase sind solche wie Sauerstoff, Stickstoff, CO, CO2 und Wasser, im Gegensatz zu den Edelgasen wie Helium, Neon, Argon, Krypton und Xenon, die nicht reaktiv sind. Letztere werden durch „Ioneneinbettung“ gepumpt (Ioneneinbettung ist das „Überputzen“ von Edelgasatomen durch die zerstäubten Getteratome). Die Fähigkeit, Drücke mithilfe einer Ionenpumpe abzulesen, beruht auf der direkten Proportionalität zwischen Pumpenstrom und Betriebsdruck. Die Zuverlässigkeit von Druckmessungen bei sehr niedrigem Druck wird durch Leckströme begrenzt, und der Leckstrom aus der Feldemission hängt stark von der an die Pumpe angelegten Spannung ab. Der Dual-Controller, der für die Verwendung mit jeder VacIon Plus-Pumpe entwickelt wurde, bietet die einzigartige Möglichkeit, die Spannung entsprechend dem Betriebsdruck anzupassen. Dadurch wird der Leckstrom bei niedrigem Druck minimiert, was eine zuverlässige Druckmessung bis in den Bereich von 10-10 mbar ermöglicht. Die VacIon Plus-FamilieIonenpumpen werden aufgrund ihrer Sauberkeit, ihrer Fähigkeit, verschiedene Gase zu pumpen, sowie ihres wartungs- und vibrationsfreien Betriebs häufig zur Erzeugung von Ultrahochvakuum (UHV) verwendet. Eine lange Lebensdauer und die Fähigkeit, den Druck abzulesen, sind weitere wichtige Merkmale von Ionenpumpen. Die VacIon Plus-Familie wurde entwickelt, um all diese Eigenschaften zu verbessern, und bietet somit die fortschrittlichste und wertvollste Lösung für alle Ionenpumpenanforderungen. Im Allgemeinen können alle Ionenpumpen alle Gase bis zu einem gewissen Grad pumpen. Um die beste Leistung und den besten Basisdruck zu erzielen, wurden verschiedene Arten von Ionenpumpen mit optimierter Leistung in verschiedenen Druckbereichen und mit verschiedenen Gasen entwickelt. Agilent Varians VacIon Plus ist eine komplette Produktfamilie, die die Wahl zwischen drei verschiedenen Elementen bietet: Diode, Noble Diode und StarCell. Für jede Anwendung gibt es eine VacIon Plus-Pumpe, die dafür entwickelt wurde. Diode VacIon PlusDie Diodenversion der VacIon Plus-Pumpe hat die höchste Pumpgeschwindigkeit aller Ionenpumpen für Sauerstoff (O2), Stickstoff (N2), Kohlendioxid (CO2), Kohlenmonoxid (CO) und jedes andere sammelbare Gas. Sie bietet auch die höchste Pumpgeschwindigkeit und Kapazität für Wasserstoff (H2). Ihre einfache mechanische Struktur ermöglicht eine zuverlässige Strom-/Druckmessung bis hinunter zu sehr niedrigen Drücken sowie einen absolut vibrationsfreien Betrieb. Ihre geometrische und elektrische Konfiguration ermöglicht den Einsatz in der Nähe von Elektronendetektoren oder ähnlichen Geräten. Diode VacIon Plus-Pumpen werden daher häufig und erfolgreich in allgemeinen UHV-Systemen, zum Evakuieren von Elektronengeräten und in den empfindlichsten Elektronenmikroskopen eingesetzt. Dioden werden jedoch nicht für Anwendungen empfohlen, bei denen Edelgase wie Argon (Ar), Helium (He) und Methan (CH4) gepumpt werden sollen. Noble Diode VacIon PlusDas Noble Diode VacIon Plus-Element ist eine Version des Diodenelements, bei der eine Titankathode durch eine Tantalkathode ersetzt wird. Dieser Ersatz ermöglicht eine höhere Pumpgeschwindigkeit und Stabilität beim Pumpen von Edelgasen (hauptsächlich Argon und Helium). Ansonsten ist das Element mit der Diode VacIon Plus gleichwertig. Noble Diode VacIon Plus-Pumpen werden in allen Anwendungen eingesetzt, bei denen das Pumpen von Edelgasen eine wichtige Eigenschaft ist. Wie bei der Diodenkonfiguration behält die Noble Diode eine konstante Pumpgeschwindigkeit für alle Gase bei sehr niedrigem Druck bei. Die Pumpgeschwindigkeit für H2 und sammelbare Gase ist jedoch niedriger als bei den entsprechenden Diodenpumpen. Die Noble Diode VacIon Plus wird typischerweise in UHV-Anwendungen eingesetzt, bei denen ein Gasgemisch gepumpt werden soll und der Druck relativ konstant ist (d. h. kein plötzlicher Gasausbruch oder systematischer Hochdruckzyklus). Aufgrund ihrer konstanten Geschwindigkeit für fast jedes Gas, selbst bei sehr niedrigem Druck, ist sie ideal, wenn die Ionenpumpe allein verwendet wird, um UHV-Drücke zu erreichen. Dies ist häufig bei Teilchenbeschleunigern oder Synchrotronringen sowie bei Oberflächenanalyseanwendungen der Fall. Andere VacIon Plus-Versionen werden empfohlen, wenn die Anwendung Zyklen mit höheren Drücken oder das Pumpen großer Mengen H2 erfordert oder wenn die Ionenpumpe mit anderen UHV-Pumpen wie Titansublimationspumpen oder nicht verdampfbaren Gettern kombiniert wird. StarCell VacIon PlusDas StarCell VacIon Plus-Element ist die neueste Variante der Triodenkonfiguration. Aufgrund ihres patentierten Designs ist diese Ionenpumpe die einzige, die eine große Menge an Edelgasen (besser als die Noble Diode) und Wasserstoff (vergleichbar mit der Diode) verarbeiten kann. Darüber hinaus bietet diese Pumpe die höchste Geschwindigkeit und Kapazität für Methan, Argon und Helium. Aufgrund ihrer hohen Gesamtkapazität für alle verschiedenen Gase und ihrer sehr guten Geschwindigkeitsleistung bei relativ höheren Drücken ist die StarCell VacIon Plus ideal für Anwendungen, die einen konstanten Betrieb bei 10-8 mbar oder mehr erfordern. Dazu gehören typischerweise Elektronenmikroskope und Massenspektrometer. Aufgrund ihrer hohen Pumpgeschwindigkeit für Argon, Helium und Methan (die höchste aller Ionenpumpen bei jedem Druck) ist StarCell zum Standard für alle Anwendungen geworden, bei denen die Ionenpumpe in Kombination mit Titansublimationspumpen (TSP) oder nicht verdampfbaren Getterpumpen (NEG) verwendet wird, wodurch ihre Pumpleistung verbessert wird. Der niedrigste erreichbare Druck wurde mit Kombinationen aus StarCell VacIon Plus- und TSP/NEG-Pumpen erreicht, dank der optimierten Eigenschaften dieser Kombinationen. Die meisten existierenden Teilchenbeschleuniger und Synchrotronquellen, Strahllinien, Transferlinien und ähnliche Geräte haben diese Kombinationen erfolgreich verwendet und nutzen sie auch weiterhin, um die Höchstgeschwindigkeit für alle Gasarten zu erreichen. Informationen minimieren VacIon Plus ÜbersichtPumpgeschwindigkeitDer am häufigsten verwendete Parameter, um die Fähigkeit einer Pumpe auszudrücken, Moleküle aus einem bestimmten Volumen zu entfernen, ist die Pumpgeschwindigkeit. Sie wird normalerweise in Litern pro Sekunde gemessen und drückt das Gasvolumen (bei einem bestimmten Druck) aus, das pro Zeiteinheit entfernt wird. Bei einer Ionenpumpe resultiert der Nettopumpeffekt aus der Summe verschiedener Phänomene: weitere Informationen • Die Pumpwirkung des Getterfilms, die durch das Zerstäuben von Kathodenmaterial durch Ionenbombardement erzeugt wird.• Die Pumpwirkung aufgrund der Ionenimplantation und -diffusion in die Kathode.• Gaseinlagerung an den Anoden und Pumpenwänden.• Die Gasrückemission aus der Kathode aufgrund von Kathodenerhitzung und -erosion.LebensdauerWenn eine Ionenpumpe neu ist oder beispielsweise durch Backen regeneriert wurde, ist die Oberflächenschicht der Kathode sauber und die Gasrückemission aus ihr ist vernachlässigbar. In diesem Zustand wird die Ionenpumpe als „ungesättigt“ bezeichnet und der Pumpeffekt ist sowohl auf den Gettereffekt als auch auf Ionenimplantation und -diffusion zurückzuführen. Mit zunehmender Anzahl der in die Kathode implantierten Gasmoleküle nimmt deren Rückemission infolge des Ionenbombardements zu. Infolgedessen verringert sich die Nettopumpgeschwindigkeit, bis ein Gleichgewichtszustand zwischen Ionenimplantation und Gasemission erreicht ist. In diesem Zustand ist die Ionenpumpe „gesättigt“ und die Nettopumpgeschwindigkeit, die nur auf die Getterwirkung des von der Kathode gesputterten Materials zurückzuführen ist, beträgt etwa die Hälfte der Pumpgeschwindigkeit der ungesättigten Pumpe. Da der Sättigungseffekt von der Menge der in die Kathode implantierten Gasmoleküle abhängt, ist die zur Sättigung einer Ionenpumpe erforderliche Zeit umgekehrt proportional zum Druck, bei dem die Pumpe betrieben wird. Je niedriger also der Druck ist, desto länger dauert es, bis die Pumpe gesättigt ist. In einem ionengepumpten UHV-System mit einem geeigneten Ausheizverfahren (und anschließender Pumpenregeneration) ist ein Druck im Bereich von 10-11 mbar möglich. Bei diesem Druck arbeitet die Ionenpumpe einige Jahre lang mit den höheren (ungesättigten) Pumpgeschwindigkeitswerten, bevor sie gesättigt ist. Aktive Gase (N2, O2, CO, CO2...)Eine Eigenschaft dieser Gase ist ihre Fähigkeit, leicht mit den meisten Metallen zu reagieren und stabile Verbindungen zu bilden. In einer Ionenpumpe reagieren diese aktiven Gasmoleküle mit dem frischen Titanfilm, der durch das Zerstäuben des Kathodenmaterials entsteht. Diese aktiven Gasmoleküle diffundieren nicht tief in die Kathode. Der Sättigungseffekt aufgrund der Wiederemission dieser auf der Kathodenoberfläche gefangenen Moleküle ist sehr stark. Dioden- und Noble-Dioden-Elemente weisen bei niedrigem Druck eine höhere Pumpgeschwindigkeit auf, während StarCell-Elemente bei höherem Druck eine bessere Leistung erbringen. WasserstoffWasserstoff ist ein aktives Gas, aber aufgrund seiner sehr geringen Masse ist die Zerstäubungsrate sehr niedrig. Trotzdem ist die Pumpgeschwindigkeit für H2 sehr hoch, da es schnell in die Kathode diffundiert und nur eine vernachlässigbare Wiederemission aufweist. Beim Pumpen von H2 arbeitet die Ionenpumpe immer im ungesättigten Zustand. Daher ist die Nenngeschwindigkeit für H2 etwa doppelt so hoch wie der entsprechende Wert für Stickstoff. Wenn außerdem Spuren schwererer Gase vorhanden sind, führt die erhöhte Sputterrate zu einer noch höheren Pumpgeschwindigkeit für Wasserstoff. Das Diodenelement weist eine höhere Pumpgeschwindigkeit auf als die Edeldiode, da die H2-Löslichkeit in der Tantalkathode geringer ist als in einer Titankathode. StarCell-Elemente kombinieren gute Leistung bei höheren Drücken mit erhöhter Kapazität für H2. Edelgase (He, Ne, Ar, Kr und Xe) Edelgase werden gepumpt, indem sie von Titan umhüllt werden. Edelgasionen können von der Kathode neutralisiert und gestreut werden, ohne ihre Energie zu verlieren. Diese neutralen Atome behalten genug Energie, um sich an der Anode und den Pumpenwänden zu implantieren oder daran zu haften, wo sie von gesputtertem Titan umhüllt und somit dauerhaft gepumpt werden. In der Diodenkonfiguration ist die Wahrscheinlichkeit der Neutralisierung und Rückstreuung sehr gering, daher beträgt die Pumpgeschwindigkeit für Edelgase nur einen kleinen Prozentsatz der N2-Pumpgeschwindigkeit. Darüber hinaus werden beim Betrieb bei relativ hohem Argonpartialdruck (d. h. höher als 10-8 mbar) plötzliche Druckstöße aufgrund der Wiederemission von vorübergehend in die Kathode implantiertem Argon beobachtet. Danach kann eine Diodenpumpe kein weiteres Argon mehr pumpen, bis ihre Quelle gestoppt wird. Dieses Phänomen ist als „Argoninstabilität“ bekannt. Im Noble Diode-Element wird eine Titankathode durch eine Tantalkathode ersetzt. Die hohe Kernmasse von Tantal erhöht die Rückstreuwahrscheinlichkeit und damit die Pumpgeschwindigkeit für Edelgase. Die besten Ergebnisse in Bezug auf die Pumpgeschwindigkeit von Edelgasen werden mit der für StarCell-Elemente typischen offenen Kathodenstruktur erzielt. In diesen Konfigurationen wurde die flache Kathodenstruktur durch eine Struktur ersetzt, die Streifkollisionen mit Ionen ermöglicht. Diese werden neutralisiert und dann mit einer viel höheren Wahrscheinlichkeit als im Fall der flachen Kathode vorwärts zur Pumpenwand oder zur Anode gestreut. Das Ergebnis ist eine Pumpgeschwindigkeit für Edelgase von bis zu 60 % von N2. Darüber hinaus ist die Lebensdauer einer StarCell-Pumpe aufgrund des einzigartigen Designs, das eine optimale Nutzung des gesamten verfügbaren Titans ermöglicht, etwa 50 % länger als bei allen anderen Pumpen. Methan Obwohl Methan kein Edelgas ist, reagiert es nicht mit Gettermaterialien. Es ist in UHV-Systemen immer in gewissem Maße als Reaktionsprodukt von Wasserstoff und Kohlenstoff in den Wänden des Vakuumsystems vorhanden. Methan ist ein besonderes Problem in Elektronenbeschleunigern, wo es die Hauptursache für den Strahlzerfall ist. Aufgrund der Penning-Entladung in Ionenpumpen wird das Methanmolekül (sowie andere Kohlenwasserstoffmoleküle) gespalten und in kleinere „getterte“ Verbindungen (C, CH3, ... H) umgewandelt. Das Ergebnis ist, dass die Pumpgeschwindigkeit für Methan und leichte Kohlenwasserstoffe immer höher ist als die Geschwindigkeit für N2. Informationen minimieren Agilent Varian Qualität Fertigungssauberkeit Um in jedem System sehr niedrige Drücke (d. h. 10–11 mbar) zu erreichen, muss die Ausgasung sowohl der Kammer als auch der Pumpe minimiert werden. Bei unzureichender Reinigung kann die Ionenpumpe selbst eine Gasquelle im UHV sein. Um die Sauberkeit zu gewährleisten, werden VacIon Plus-Pumpen im Werk bei hohen Temperaturen in ultrareinem Vakuum verarbeitet, um eine gründliche Entgasung des Gehäuses und aller inneren Komponenten zu erreichen. Die Sauberkeit des Ionenpumpenelements ist aufgrund des kontinuierlichen Kathodenbombardements noch wichtiger. Jegliches Gas, das auf der Oberfläche oder im Inneren der Kathode eingeschlossen ist, wird letztendlich freigesetzt. Weitere Informationen: Entgasung der Ionenpumpe Das Entgasungssystem der Ionenpumpe ist ein thermischer Prozess des Pumpengehäuses, der vollständig computergesteuert ist und einen automatischen Endtest der erreichten Pumpenspezifikationen durchführen kann. Das Ausheizen der Pumpe wird in einer stickstoffkontrollierten Atmosphäre durchgeführt, um das äußere Pumpengehäuse vor Oxidation zu schützen. Das System basiert auf dem Prinzip der thermischen Entgasung der inneren Oberflächen der Ionenpumpe durch Kontrolle ihrer intrinsischen Entgasung. Daher ist der Druck, nicht die Zeit, der treibende Faktor des Gesamtprozesses. Die Ausheizzeit hängt von der internen Reinigung der Pumpenkomponenten ab, und alle Pumpen haben auf diese Weise die gleiche endgültige Ausgasungsrate und den gleichen Basisdruck. Am Ende des thermischen Prozesses wird, sobald Raumtemperatur erreicht ist, eine RGA durchgeführt. Der Gasanalysator, der auf dem Vakuumsystem angebracht ist, liefert das Spektrum der verschiedenen von der Pumpe entgasten Gase. Wenn H2 und die anderen normalerweise in einem gut ausgeheizten Vakuumsystem vorhandenen Spitzen die zulässigen Werte überschreiten, wird die Pumpe erneut ausgeheizt. Andernfalls wird sie abgeklemmt und ihr Basisdruck überwacht. Der Basisdruck wird durch die Ionenstrommessung ausgewertet. Der Stromabfall wird computerüberwacht, und die Pumpe ist erst versandbereit, wenn der Basisstrom erreicht ist. Lange BetriebslebensdauerAlle VacIon Plus-Pumpen haben eine Nennlebensdauer von über vielen Tausend Stunden bei einem Druck von 1x10-6 mbar (50.000 Stunden für die Diodenpumpe und 80.000 Stunden für die StarCell). Bei vielen Ionenpumpen kann aufgrund von Metallisierung der Isolatoren oder Verformungen des Pumpelements eine Wartung deutlich vor Ablauf der Nennlebensdauer erforderlich sein. Alle VacIon Plus-Elemente sind so konzipiert, dass die Kathodenverzerrung (auch nach wiederholtem Ausheizen und Starten bei hohem Druck) minimiert wird. Die Isolatoren sind durch eine doppelte, einspringende Konstruktion und eine Kappenabschirmung vor gesputtertem Titan geschützt. Informationen minimieren

Agilent Varian VacIon Plus 40 StarCell Ionenpumpe, 34 l/s Pumpgeschwindigkeit, mit eingebauten Magneten und 2,75 Zoll Conflat/CF-Einlass. Agilent Varian Teilenummer 9191240. Die Agilent Varian VacIon Plus-Serie von Ionenpumpen ist aufgrund ihrer hohen Leistung bei der Erzeugung von Ultrahochvakuum (UHV), ihrer Sauberkeit, der Fähigkeit, verschiedene Gase zu pumpen, ihrer langen Lebensdauer, der Fähigkeit, den Vakuumdruck abzulesen, und des wartungs- und vibrationsfreien Betriebs Spitzenklasse. Hier bieten wir die Agilent Varian VacIon Plus 40 StarCell Ionenpumpe mit 2,75 Zoll Conflat-Einlassflansch an (ohne die 120 VAC-Heizungen). Die VacIon Plus 40 StarCell hat einen Enddruck unter 10-11 Torr, eine maximale Backtemperatur von bis zu 350 Grad C und eine Pumpgeschwindigkeit von 34 l/s. Eine vollständige Broschüre mit technischen Daten und Anwendungen für die Agilent Varian VacIon Plus 40 StarCell-Ionenpumpe kann unten im PDF-Format heruntergeladen werden. Diese Agilent Varian VacIon Plus 40 StarCell-Ionenpumpe mit installierten Magneten hat die Agilent Varian-Teilenummer 9191240.

Agilent Varian VacIon Plus 55 StarCell Ionenpumpe, 50 l/s Pumpgeschwindigkeit, mit eingebauten Magneten und 4,5 Zoll Conflat/CF-Einlass. Agilent Varian Teilenummer 9191340. Die Agilent Varian VacIon Plus-Serie von Ionenpumpen ist aufgrund ihrer hohen Leistung bei der Erzeugung von Ultrahochvakuum (UHV), ihrer Sauberkeit, der Fähigkeit, verschiedene Gase zu pumpen, ihrer langen Lebensdauer, der Fähigkeit, den Vakuumdruck abzulesen, und ihres wartungs- und vibrationsfreien Betriebs Spitzenklasse. Hier bieten wir die Agilent Varian VacIon Plus 55 StarCell Ionenpumpe mit 4,5 Zoll Conflat-Einlassflansch an (ohne die 120 VAC-Heizungen). Die VacIon Plus 55 StarCell hat einen Enddruck von unter 10-11 Torr, eine maximale Backtemperatur von bis zu 350 Grad C und eine Pumpgeschwindigkeit von 50 l/s. Eine vollständige Broschüre mit technischen Daten und Anwendungen für die Agilent Varian VacIon Plus 55 StarCell-Ionenpumpe kann weiter unten im PDF-Format heruntergeladen werden. Diese Agilent Varian VacIon Plus 55 StarCell-Ionenpumpe mit installierten Magneten hat die Agilent Varian-Teilenummer 9191430. Funktionsweise von IonenpumpenVakuumpumpen funktionieren im Allgemeinen auf der Grundlage, dass sie in sich eine geringere Gasdichte aufrechterhalten als in der Umgebung, in die sie pumpen. Dies führt zu einer Nettomigration von Gas in die Pumpe aufgrund der zufälligen Bewegung der Moleküle unter molekularen Strömungsbedingungen. Sobald sie in den Pumpen sind, entweichen nur wenige und werden je nach Pumpentyp entweder verdrängt oder eingefangen. Statt eine Verdrängungspumpe zu sein, die tatsächlich Gasmoleküle durch sich hindurch in die Atmosphäre befördert, fängt die Ionenpumpe sie ein und speichert sie. Daher muss die Pumpe irgendwann überholt oder ersetzt werden. Dies ist im Allgemeinen nur nach vielen Jahren des Gebrauchs erforderlich. weitere Informationen Der allgemeine Name Sputter-Ionenpumpe (oder Ionengetterpumpe) rührt von der Tatsache her, dass einige der Gasmoleküle ionisiert werden und ein Zerstäuben des Zerstäubungsmittels verursachen. Dieses Material reagiert chemisch mit den aktiven Gasen und bildet stabile Verbindungen, die sich an den Innenwänden der Pumpe ablagern. Der Getter, normalerweise Titan, wird durch eine Platte oder Elektrode aus diesem Material bereitgestellt, die wiederum von Gasionen zerstäubt und erodiert wird, die unter dem Einfluss der Hochspannung gebildet werden. Diese elektrischen Potenziale liegen normalerweise im Bereich von 3.000 bis 7.000 VDC. Ein externer permanenter Magnetkreis erzeugt ein Magnetfeld, das normalerweise im Bereich von 800 bis 2.000 G liegt und parallel zur Anodenzellenachse verläuft. Die Funktion der Anodenzellenstruktur besteht darin, eine „Wolke“ hochenergetischer Elektronen zu enthalten, die durch das Magnetfeld eingeschränkt werden. Die meisten Ionisierungsgeräte funktionieren auf die gleiche Weise. Bei einer Kollision werden Gasmoleküle von hochenergetischen Elektronen bombardiert. Ein Molekül kann ein oder mehrere seiner eigenen Elektronen verlieren und bleibt dadurch als positiv geladenes Ion zurück. Unter dem Einfluss eines starken elektrischen Felds wird das Ion in die Titankathode beschleunigt. Die Kraft dieser Kollision reicht aus, um Atome aus der Kathode auszustoßen und auf die angrenzenden Wände der Pumpe zu „zerstäuben“. Frisch zerstäubtes Titan ist extrem reaktiv und reagiert chemisch mit aktiven Gasen. Die entstehenden Verbindungen sammeln sich auf den Oberflächen der Pumpenelemente und Pumpenwände an. Aktive Gase sind solche wie Sauerstoff, Stickstoff, CO, CO2 und Wasser, im Gegensatz zu den Edelgasen wie Helium, Neon, Argon, Krypton und Xenon, die nicht reaktiv sind. Letztere werden durch „Ioneneinbettung“ gepumpt (Ioneneinbettung ist das „Überputzen“ von Edelgasatomen durch die zerstäubten Getteratome). Die Fähigkeit, Drücke mithilfe einer Ionenpumpe abzulesen, beruht auf der direkten Proportionalität zwischen Pumpenstrom und Betriebsdruck. Die Zuverlässigkeit von Druckmessungen bei sehr niedrigem Druck wird durch Leckströme begrenzt, und der Leckstrom aus der Feldemission hängt stark von der an die Pumpe angelegten Spannung ab. Der Dual-Controller, der für die Verwendung mit jeder VacIon Plus-Pumpe entwickelt wurde, bietet die einzigartige Möglichkeit, die Spannung entsprechend dem Betriebsdruck anzupassen. Dadurch wird der Leckstrom bei niedrigem Druck minimiert, was eine zuverlässige Druckmessung bis in den Bereich von 10-10 mbar ermöglicht. Die VacIon Plus-FamilieIonenpumpen werden aufgrund ihrer Sauberkeit, ihrer Fähigkeit, verschiedene Gase zu pumpen, sowie ihres wartungs- und vibrationsfreien Betriebs häufig zur Erzeugung von Ultrahochvakuum (UHV) verwendet. Eine lange Lebensdauer und die Fähigkeit, den Druck abzulesen, sind weitere wichtige Merkmale von Ionenpumpen. Die VacIon Plus-Familie wurde entwickelt, um all diese Eigenschaften zu verbessern, und bietet somit die fortschrittlichste und wertvollste Lösung für alle Ionenpumpenanforderungen. Im Allgemeinen können alle Ionenpumpen alle Gase bis zu einem gewissen Grad pumpen. Um die beste Leistung und den besten Basisdruck zu erzielen, wurden verschiedene Arten von Ionenpumpen mit optimierter Leistung in verschiedenen Druckbereichen und mit verschiedenen Gasen entwickelt. Agilent Varians VacIon Plus ist eine komplette Produktfamilie, die die Wahl zwischen drei verschiedenen Elementen bietet: Diode, Noble Diode und StarCell. Für jede Anwendung gibt es eine VacIon Plus-Pumpe, die dafür entwickelt wurde. Diode VacIon PlusDie Diodenversion der VacIon Plus-Pumpe hat die höchste Pumpgeschwindigkeit aller Ionenpumpen für Sauerstoff (O2), Stickstoff (N2), Kohlendioxid (CO2), Kohlenmonoxid (CO) und jedes andere sammelbare Gas. Sie bietet auch die höchste Pumpgeschwindigkeit und Kapazität für Wasserstoff (H2). Ihre einfache mechanische Struktur ermöglicht eine zuverlässige Strom-/Druckmessung bis hinunter zu sehr niedrigen Drücken sowie einen absolut vibrationsfreien Betrieb. Ihre geometrische und elektrische Konfiguration ermöglicht den Einsatz in der Nähe von Elektronendetektoren oder ähnlichen Geräten. Diode VacIon Plus-Pumpen werden daher häufig und erfolgreich in allgemeinen UHV-Systemen, zum Evakuieren von Elektronengeräten und in den empfindlichsten Elektronenmikroskopen eingesetzt. Dioden werden jedoch nicht für Anwendungen empfohlen, bei denen Edelgase wie Argon (Ar), Helium (He) und Methan (CH4) gepumpt werden sollen. Noble Diode VacIon PlusDas Noble Diode VacIon Plus-Element ist eine Version des Diodenelements, bei der eine Titankathode durch eine Tantalkathode ersetzt wird. Dieser Ersatz ermöglicht eine höhere Pumpgeschwindigkeit und Stabilität beim Pumpen von Edelgasen (hauptsächlich Argon und Helium). Ansonsten ist das Element mit der Diode VacIon Plus gleichwertig. Noble Diode VacIon Plus-Pumpen werden in allen Anwendungen eingesetzt, bei denen das Pumpen von Edelgasen eine wichtige Eigenschaft ist. Wie bei der Diodenkonfiguration behält die Noble Diode eine konstante Pumpgeschwindigkeit für alle Gase bei sehr niedrigem Druck bei. Die Pumpgeschwindigkeit für H2 und sammelbare Gase ist jedoch niedriger als bei den entsprechenden Diodenpumpen. Die Noble Diode VacIon Plus wird typischerweise in UHV-Anwendungen eingesetzt, bei denen ein Gasgemisch gepumpt werden soll und der Druck relativ konstant ist (d. h. kein plötzlicher Gasausbruch oder systematischer Hochdruckzyklus). Aufgrund ihrer konstanten Geschwindigkeit für fast jedes Gas, selbst bei sehr niedrigem Druck, ist sie ideal, wenn die Ionenpumpe allein verwendet wird, um UHV-Drücke zu erreichen. Dies ist häufig bei Teilchenbeschleunigern oder Synchrotronringen sowie bei Oberflächenanalyseanwendungen der Fall. Andere VacIon Plus-Versionen werden empfohlen, wenn die Anwendung Zyklen mit höheren Drücken oder das Pumpen großer Mengen H2 erfordert oder wenn die Ionenpumpe mit anderen UHV-Pumpen wie Titansublimationspumpen oder nicht verdampfbaren Gettern kombiniert wird. StarCell VacIon PlusDas StarCell VacIon Plus-Element ist die neueste Variante der Triodenkonfiguration. Aufgrund ihres patentierten Designs ist diese Ionenpumpe die einzige, die eine große Menge an Edelgasen (besser als die Noble Diode) und Wasserstoff (vergleichbar mit der Diode) verarbeiten kann. Darüber hinaus bietet diese Pumpe die höchste Geschwindigkeit und Kapazität für Methan, Argon und Helium. Aufgrund ihrer hohen Gesamtkapazität für alle verschiedenen Gase und ihrer sehr guten Geschwindigkeitsleistung bei relativ höheren Drücken ist die StarCell VacIon Plus ideal für Anwendungen, die einen konstanten Betrieb bei 10-8 mbar oder mehr erfordern. Dazu gehören typischerweise Elektronenmikroskope und Massenspektrometer. Aufgrund ihrer hohen Pumpgeschwindigkeit für Argon, Helium und Methan (die höchste aller Ionenpumpen bei jedem Druck) ist StarCell zum Standard für alle Anwendungen geworden, bei denen die Ionenpumpe in Kombination mit Titansublimationspumpen (TSP) oder nicht verdampfbaren Getterpumpen (NEG) verwendet wird, wodurch ihre Pumpleistung verbessert wird. Der niedrigste erreichbare Druck wurde mit Kombinationen aus StarCell VacIon Plus- und TSP/NEG-Pumpen erreicht, dank der optimierten Eigenschaften dieser Kombinationen. Die meisten existierenden Teilchenbeschleuniger und Synchrotronquellen, Strahllinien, Transferlinien und ähnliche Geräte haben diese Kombinationen erfolgreich verwendet und nutzen sie auch weiterhin, um die Höchstgeschwindigkeit für alle Gasarten zu erreichen. Informationen minimieren VacIon Plus ÜbersichtPumpgeschwindigkeitDer am häufigsten verwendete Parameter, um die Fähigkeit einer Pumpe auszudrücken, Moleküle aus einem bestimmten Volumen zu entfernen, ist die Pumpgeschwindigkeit. Sie wird normalerweise in Litern pro Sekunde gemessen und drückt das Gasvolumen (bei einem bestimmten Druck) aus, das pro Zeiteinheit entfernt wird. Bei einer Ionenpumpe resultiert der Nettopumpeffekt aus der Summe verschiedener Phänomene: weitere Informationen • Die Pumpwirkung des Getterfilms, die durch das Zerstäuben von Kathodenmaterial durch Ionenbombardement erzeugt wird.• Die Pumpwirkung aufgrund der Ionenimplantation und -diffusion in die Kathode.• Gaseinlagerung an den Anoden und Pumpenwänden.• Die Gasrückemission aus der Kathode aufgrund von Kathodenerhitzung und -erosion.LebensdauerWenn eine Ionenpumpe neu ist oder beispielsweise durch Backen regeneriert wurde, ist die Oberflächenschicht der Kathode sauber und die Gasrückemission aus ihr ist vernachlässigbar. In diesem Zustand wird die Ionenpumpe als „ungesättigt“ bezeichnet und der Pumpeffekt ist sowohl auf den Gettereffekt als auch auf Ionenimplantation und -diffusion zurückzuführen. Mit zunehmender Anzahl der in die Kathode implantierten Gasmoleküle nimmt deren Rückemission infolge des Ionenbombardements zu. Infolgedessen verringert sich die Nettopumpgeschwindigkeit, bis ein Gleichgewichtszustand zwischen Ionenimplantation und Gasemission erreicht ist. In diesem Zustand ist die Ionenpumpe „gesättigt“ und die Nettopumpgeschwindigkeit, die nur auf die Getterwirkung des von der Kathode gesputterten Materials zurückzuführen ist, beträgt etwa die Hälfte der Pumpgeschwindigkeit der ungesättigten Pumpe. Da der Sättigungseffekt von der Menge der in die Kathode implantierten Gasmoleküle abhängt, ist die zur Sättigung einer Ionenpumpe erforderliche Zeit umgekehrt proportional zum Druck, bei dem die Pumpe betrieben wird. Je niedriger also der Druck ist, desto länger dauert es, bis die Pumpe gesättigt ist. In einem ionengepumpten UHV-System mit einem geeigneten Ausheizverfahren (und anschließender Pumpenregeneration) ist ein Druck im Bereich von 10-11 mbar möglich. Bei diesem Druck arbeitet die Ionenpumpe einige Jahre lang mit den höheren (ungesättigten) Pumpgeschwindigkeitswerten, bevor sie gesättigt ist. Aktive Gase (N2, O2, CO, CO2...)Eine Eigenschaft dieser Gase ist ihre Fähigkeit, leicht mit den meisten Metallen zu reagieren und stabile Verbindungen zu bilden. In einer Ionenpumpe reagieren diese aktiven Gasmoleküle mit dem frischen Titanfilm, der durch das Zerstäuben des Kathodenmaterials entsteht. Diese aktiven Gasmoleküle diffundieren nicht tief in die Kathode. Der Sättigungseffekt aufgrund der Wiederemission dieser auf der Kathodenoberfläche gefangenen Moleküle ist sehr stark. Dioden- und Noble-Dioden-Elemente weisen bei niedrigem Druck eine höhere Pumpgeschwindigkeit auf, während StarCell-Elemente bei höherem Druck eine bessere Leistung erbringen. WasserstoffWasserstoff ist ein aktives Gas, aber aufgrund seiner sehr geringen Masse ist die Zerstäubungsrate sehr niedrig. Trotzdem ist die Pumpgeschwindigkeit für H2 sehr hoch, da es schnell in die Kathode diffundiert und nur eine vernachlässigbare Wiederemission aufweist. Beim Pumpen von H2 arbeitet die Ionenpumpe immer im ungesättigten Zustand. Daher ist die Nenngeschwindigkeit für H2 etwa doppelt so hoch wie der entsprechende Wert für Stickstoff. Wenn außerdem Spuren schwererer Gase vorhanden sind, führt die erhöhte Sputterrate zu einer noch höheren Pumpgeschwindigkeit für Wasserstoff. Das Diodenelement weist eine höhere Pumpgeschwindigkeit auf als die Edeldiode, da die H2-Löslichkeit in der Tantalkathode geringer ist als in einer Titankathode. StarCell-Elemente kombinieren gute Leistung bei höheren Drücken mit erhöhter Kapazität für H2. Edelgase (He, Ne, Ar, Kr und Xe) Edelgase werden gepumpt, indem sie von Titan umhüllt werden. Edelgasionen können von der Kathode neutralisiert und gestreut werden, ohne ihre Energie zu verlieren. Diese neutralen Atome behalten genug Energie, um sich an der Anode und den Pumpenwänden zu implantieren oder daran zu haften, wo sie von gesputtertem Titan umhüllt und somit dauerhaft gepumpt werden. In der Diodenkonfiguration ist die Wahrscheinlichkeit der Neutralisierung und Rückstreuung sehr gering, daher beträgt die Pumpgeschwindigkeit für Edelgase nur einen kleinen Prozentsatz der N2-Pumpgeschwindigkeit. Darüber hinaus werden beim Betrieb bei einem relativ hohen Argonpartialdruck (d. h. höher als 10-8 mbar) plötzliche Druckstöße aufgrund der Wiederemission von vorübergehend in die Kathode implantiertem Argon beobachtet. Danach kann eine Diodenpumpe kein weiteres Argon pumpen, bis ihre Quelle gestoppt wird. Dieses Phänomen ist als „Argoninstabilität“ bekannt. Im Noble Diode-Element wird eine Titankathode durch eine Tantalkathode ersetzt. Die hohe Kernmasse von Tantal erhöht die Rückstreuwahrscheinlichkeit und damit die Pumpgeschwindigkeit für Edelgase. Die besten Ergebnisse in Bezug auf die Pumpgeschwindigkeit von Edelgasen werden mit der für StarCell-Elemente typischen offenen Kathodenstruktur erzielt. In diesen Konfigurationen wurde die flache Kathodenstruktur durch eine Struktur ersetzt, die Streifkollisionen mit Ionen ermöglicht. Diese werden neutralisiert und dann mit einer viel höheren Wahrscheinlichkeit als im Fall der flachen Kathode vorwärts zur Pumpenwand oder zur Anode gestreut. Das Ergebnis ist eine Pumpgeschwindigkeit für Edelgase von bis zu 60 % von N2. Darüber hinaus ist die Lebensdauer einer StarCell-Pumpe aufgrund des einzigartigen Designs, das eine optimale Nutzung des gesamten verfügbaren Titans ermöglicht, etwa 50 % länger als bei allen anderen Pumpen. Methan Obwohl Methan kein Edelgas ist, reagiert es nicht mit Gettermaterialien. Es ist in UHV-Systemen immer in gewissem Maße als Reaktionsprodukt von Wasserstoff und Kohlenstoff in den Wänden des Vakuumsystems vorhanden. Methan ist ein besonderes Problem in Elektronenbeschleunigern, wo es die Hauptursache für den Strahlzerfall ist. Aufgrund der Penning-Entladung in Ionenpumpen wird das Methanmolekül (sowie andere Kohlenwasserstoffmoleküle) gespalten und in kleinere „getterte“ Verbindungen (C, CH3, ... H) umgewandelt. Das Ergebnis ist, dass die Pumpgeschwindigkeit für Methan und leichte Kohlenwasserstoffe immer höher ist als die Geschwindigkeit für N2. Informationen minimieren Agilent Varian Qualität Fertigungssauberkeit Um in jedem System sehr niedrige Drücke (d. h. 10–11 mbar) zu erreichen, muss die Ausgasung sowohl der Kammer als auch der Pumpe minimiert werden. Bei unzureichender Reinigung kann die Ionenpumpe selbst eine Gasquelle im UHV sein. Um die Sauberkeit zu gewährleisten, werden VacIon Plus-Pumpen im Werk bei hohen Temperaturen in ultrareinem Vakuum verarbeitet, um eine gründliche Entgasung des Gehäuses und aller inneren Komponenten zu erreichen. Die Sauberkeit des Ionenpumpenelements ist aufgrund des kontinuierlichen Kathodenbombardements noch wichtiger. Jegliches Gas, das auf der Oberfläche oder im Inneren der Kathode eingeschlossen ist, wird letztendlich freigesetzt. Weitere Informationen: Entgasung der Ionenpumpe Das Entgasungssystem der Ionenpumpe ist ein thermischer Prozess des Pumpengehäuses, der vollständig computergesteuert ist und einen automatischen Endtest der erreichten Pumpenspezifikationen durchführen kann. Das Ausheizen der Pumpe wird in einer stickstoffkontrollierten Atmosphäre durchgeführt, um das äußere Pumpengehäuse vor Oxidation zu schützen. Das System basiert auf dem Prinzip der thermischen Entgasung der inneren Oberflächen der Ionenpumpe durch Kontrolle ihrer intrinsischen Entgasung. Daher ist der Druck, nicht die Zeit, der treibende Faktor des Gesamtprozesses. Die Ausheizzeit hängt von der internen Reinigung der Pumpenkomponenten ab, und alle Pumpen haben auf diese Weise die gleiche endgültige Ausgasungsrate und den gleichen Basisdruck. Am Ende des thermischen Prozesses wird, sobald Raumtemperatur erreicht ist, eine RGA durchgeführt. Der Gasanalysator, der auf dem Vakuumsystem angebracht ist, liefert das Spektrum der verschiedenen von der Pumpe entgasten Gase. Wenn H2 und die anderen normalerweise in einem gut ausgeheizten Vakuumsystem vorhandenen Spitzen die zulässigen Werte überschreiten, wird die Pumpe erneut ausgeheizt. Andernfalls wird sie abgeklemmt und ihr Basisdruck überwacht. Der Basisdruck wird durch die Ionenstrommessung ausgewertet. Der Stromabfall wird computerüberwacht, und die Pumpe ist erst versandbereit, wenn der Basisstrom erreicht ist. Lange BetriebslebensdauerAlle VacIon Plus-Pumpen haben eine Nennlebensdauer von über vielen Tausend Stunden bei einem Druck von 1x10-6 mbar (50.000 Stunden für die Diodenpumpe und 80.000 Stunden für die StarCell). Bei vielen Ionenpumpen kann aufgrund von Metallisierung der Isolatoren oder Verformungen des Pumpelements eine Wartung deutlich vor Ablauf der Nennlebensdauer erforderlich sein. Alle VacIon Plus-Elemente sind so konzipiert, dass die Kathodenverzerrung (auch nach wiederholtem Ausheizen und Starten bei hohem Druck) minimiert wird. Die Isolatoren sind durch eine doppelte, einspringende Konstruktion und eine Kappenabschirmung vor gesputtertem Titan geschützt. Informationen minimieren

Agilent Varian VacIon Plus 75 StarCell Ionenpumpe, 65 l/s Pumpgeschwindigkeit, mit eingebauten Magneten und 6 Zoll CF-Einlass. Agilent Varian Teilenummer 9191440. Die Agilent Varian VacIon Plus-Serie von Ionenpumpen ist aufgrund ihrer hohen Leistung bei der Erzeugung von Ultrahochvakuum (UHV), ihrer Sauberkeit, der Fähigkeit, verschiedene Gase zu pumpen, ihrer langen Lebensdauer, der Fähigkeit, den Vakuumdruck abzulesen, und ihres wartungs- und vibrationsfreien Betriebs Spitzenklasse. Hier bieten wir die Agilent Varian VacIon Plus 75 StarCell Ionenpumpe mit 6 Zoll Conflat-Einlassflansch an (ohne die 120 VAC-Heizungen). Die VacIon Plus 75 StarCell hat einen Enddruck unter 10-11 Torr, eine maximale Backtemperatur von bis zu 350 Grad C und eine Pumpgeschwindigkeit von 75 l/s. Eine vollständige Broschüre mit technischen Daten und Anwendungen für die Agilent Varian VacIon Plus 75 StarCell-Ionenpumpe kann weiter unten im PDF-Format heruntergeladen werden. Diese Agilent Varian VacIon Plus 75 StarCell-Ionenpumpe mit installierten Magneten hat die Agilent Varian-Teilenummer 9191440. Funktionsweise von IonenpumpenVakuumpumpen funktionieren im Allgemeinen auf der Grundlage, dass sie in sich eine geringere Gasdichte aufrechterhalten als in der Umgebung, in die sie pumpen. Dies führt zu einer Nettomigration von Gas in die Pumpe aufgrund der zufälligen Bewegung der Moleküle unter molekularen Strömungsbedingungen. Sobald sie in den Pumpen sind, entweichen nur wenige und werden je nach Pumpentyp entweder verdrängt oder eingefangen. Statt eine Verdrängungspumpe zu sein, die tatsächlich Gasmoleküle durch sich hindurch in die Atmosphäre befördert, fängt die Ionenpumpe sie ein und speichert sie. Daher muss die Pumpe irgendwann überholt oder ersetzt werden. Dies ist im Allgemeinen nur nach vielen Jahren des Gebrauchs erforderlich. weitere Informationen Der allgemeine Name Sputter-Ionenpumpe (oder Ionengetterpumpe) rührt von der Tatsache her, dass einige der Gasmoleküle ionisiert werden und ein Zerstäuben des Zerstäubungsmittels verursachen. Dieses Material reagiert chemisch mit den aktiven Gasen und bildet stabile Verbindungen, die sich an den Innenwänden der Pumpe ablagern. Der Getter, normalerweise Titan, wird durch eine Platte oder Elektrode aus diesem Material bereitgestellt, die wiederum von Gasionen zerstäubt und erodiert wird, die unter dem Einfluss der Hochspannung gebildet werden. Diese elektrischen Potenziale liegen normalerweise im Bereich von 3.000 bis 7.000 VDC. Ein externer permanenter Magnetkreis erzeugt ein Magnetfeld, das normalerweise im Bereich von 800 bis 2.000 G liegt und parallel zur Anodenzellenachse verläuft. Die Funktion der Anodenzellenstruktur besteht darin, eine „Wolke“ hochenergetischer Elektronen zu enthalten, die durch das Magnetfeld eingeschränkt werden. Die meisten Ionisierungsgeräte funktionieren auf die gleiche Weise. Bei einer Kollision werden Gasmoleküle von hochenergetischen Elektronen bombardiert. Ein Molekül kann ein oder mehrere seiner eigenen Elektronen verlieren und bleibt dadurch als positiv geladenes Ion zurück. Unter dem Einfluss eines starken elektrischen Felds wird das Ion in die Titankathode beschleunigt. Die Kraft dieser Kollision reicht aus, um Atome aus der Kathode auszustoßen und auf die angrenzenden Wände der Pumpe zu „zerstäuben“. Frisch zerstäubtes Titan ist extrem reaktiv und reagiert chemisch mit aktiven Gasen. Die entstehenden Verbindungen sammeln sich auf den Oberflächen der Pumpenelemente und Pumpenwände an. Aktive Gase sind solche wie Sauerstoff, Stickstoff, CO, CO2 und Wasser, im Gegensatz zu den Edelgasen wie Helium, Neon, Argon, Krypton und Xenon, die nicht reaktiv sind. Letztere werden durch „Ioneneinbettung“ gepumpt (Ioneneinbettung ist das „Überputzen“ von Edelgasatomen durch die zerstäubten Getteratome). Die Fähigkeit, Drücke mithilfe einer Ionenpumpe abzulesen, beruht auf der direkten Proportionalität zwischen Pumpenstrom und Betriebsdruck. Die Zuverlässigkeit von Druckmessungen bei sehr niedrigem Druck wird durch Leckströme begrenzt, und der Leckstrom aus der Feldemission hängt stark von der an die Pumpe angelegten Spannung ab. Der Dual-Controller, der für die Verwendung mit jeder VacIon Plus-Pumpe entwickelt wurde, bietet die einzigartige Möglichkeit, die Spannung entsprechend dem Betriebsdruck anzupassen. Dadurch wird der Leckstrom bei niedrigem Druck minimiert, was eine zuverlässige Druckmessung bis in den Bereich von 10-10 mbar ermöglicht. Die VacIon Plus-FamilieIonenpumpen werden aufgrund ihrer Sauberkeit, ihrer Fähigkeit, verschiedene Gase zu pumpen, sowie ihres wartungs- und vibrationsfreien Betriebs häufig zur Erzeugung von Ultrahochvakuum (UHV) verwendet. Eine lange Lebensdauer und die Fähigkeit, den Druck abzulesen, sind weitere wichtige Merkmale von Ionenpumpen. Die VacIon Plus-Familie wurde entwickelt, um all diese Eigenschaften zu verbessern, und bietet somit die fortschrittlichste und wertvollste Lösung für alle Ionenpumpenanforderungen. Im Allgemeinen können alle Ionenpumpen alle Gase bis zu einem gewissen Grad pumpen. Um die beste Leistung und den besten Basisdruck zu erzielen, wurden verschiedene Arten von Ionenpumpen mit optimierter Leistung in verschiedenen Druckbereichen und mit verschiedenen Gasen entwickelt. Agilent Varians VacIon Plus ist eine komplette Produktfamilie, die die Wahl zwischen drei verschiedenen Elementen bietet: Diode, Noble Diode und StarCell. Für jede Anwendung gibt es eine VacIon Plus-Pumpe, die dafür entwickelt wurde. Diode VacIon PlusDie Diodenversion der VacIon Plus-Pumpe hat die höchste Pumpgeschwindigkeit aller Ionenpumpen für Sauerstoff (O2), Stickstoff (N2), Kohlendioxid (CO2), Kohlenmonoxid (CO) und jedes andere sammelbare Gas. Sie bietet auch die höchste Pumpgeschwindigkeit und Kapazität für Wasserstoff (H2). Ihre einfache mechanische Struktur ermöglicht eine zuverlässige Strom-/Druckmessung bis hinunter zu sehr niedrigen Drücken sowie einen absolut vibrationsfreien Betrieb. Ihre geometrische und elektrische Konfiguration ermöglicht den Einsatz in der Nähe von Elektronendetektoren oder ähnlichen Geräten. Diode VacIon Plus-Pumpen werden daher häufig und erfolgreich in allgemeinen UHV-Systemen, zum Evakuieren von Elektronengeräten und in den empfindlichsten Elektronenmikroskopen eingesetzt. Dioden werden jedoch nicht für Anwendungen empfohlen, bei denen Edelgase wie Argon (Ar), Helium (He) und Methan (CH4) gepumpt werden sollen. Noble Diode VacIon PlusDas Noble Diode VacIon Plus-Element ist eine Version des Diodenelements, bei der eine Titankathode durch eine Tantalkathode ersetzt wird. Dieser Ersatz ermöglicht eine höhere Pumpgeschwindigkeit und Stabilität beim Pumpen von Edelgasen (hauptsächlich Argon und Helium). Ansonsten ist das Element mit der Diode VacIon Plus gleichwertig. Noble Diode VacIon Plus-Pumpen werden in allen Anwendungen eingesetzt, bei denen das Pumpen von Edelgasen eine wichtige Eigenschaft ist. Wie bei der Diodenkonfiguration behält die Noble Diode eine konstante Pumpgeschwindigkeit für alle Gase bei sehr niedrigem Druck bei. Die Pumpgeschwindigkeit für H2 und sammelbare Gase ist jedoch niedriger als bei den entsprechenden Diodenpumpen. Die Noble Diode VacIon Plus wird typischerweise in UHV-Anwendungen eingesetzt, bei denen ein Gasgemisch gepumpt werden soll und der Druck relativ konstant ist (d. h. kein plötzlicher Gasausbruch oder systematischer Hochdruckzyklus). Aufgrund ihrer konstanten Geschwindigkeit für fast jedes Gas, selbst bei sehr niedrigem Druck, ist sie ideal, wenn die Ionenpumpe allein verwendet wird, um UHV-Drücke zu erreichen. Dies ist häufig bei Teilchenbeschleunigern oder Synchrotronringen sowie bei Oberflächenanalyseanwendungen der Fall. Andere VacIon Plus-Versionen werden empfohlen, wenn die Anwendung Zyklen mit höheren Drücken oder das Pumpen großer Mengen H2 erfordert oder wenn die Ionenpumpe mit anderen UHV-Pumpen wie Titansublimationspumpen oder nicht verdampfbaren Gettern kombiniert wird. StarCell VacIon PlusDas StarCell VacIon Plus-Element ist die neueste Variante der Triodenkonfiguration. Aufgrund ihres patentierten Designs ist diese Ionenpumpe die einzige, die eine große Menge an Edelgasen (besser als die Noble Diode) und Wasserstoff (vergleichbar mit der Diode) verarbeiten kann. Darüber hinaus bietet diese Pumpe die höchste Geschwindigkeit und Kapazität für Methan, Argon und Helium. Aufgrund ihrer hohen Gesamtkapazität für alle verschiedenen Gase und ihrer sehr guten Geschwindigkeitsleistung bei relativ höheren Drücken ist die StarCell VacIon Plus ideal für Anwendungen, die einen konstanten Betrieb bei 10-8 mbar oder mehr erfordern. Dazu gehören typischerweise Elektronenmikroskope und Massenspektrometer. Aufgrund ihrer hohen Pumpgeschwindigkeit für Argon, Helium und Methan (die höchste aller Ionenpumpen bei jedem Druck) ist StarCell zum Standard für alle Anwendungen geworden, bei denen die Ionenpumpe in Kombination mit Titansublimationspumpen (TSP) oder nicht verdampfbaren Getterpumpen (NEG) verwendet wird, wodurch ihre Pumpleistung verbessert wird. Der niedrigste erreichbare Druck wurde mit Kombinationen aus StarCell VacIon Plus- und TSP/NEG-Pumpen erreicht, dank der optimierten Eigenschaften dieser Kombinationen. Die meisten existierenden Teilchenbeschleuniger und Synchrotronquellen, Strahllinien, Transferlinien und ähnliche Geräte haben diese Kombinationen erfolgreich verwendet und nutzen sie auch weiterhin, um die Höchstgeschwindigkeit für alle Gasarten zu erreichen. Informationen minimieren VacIon Plus ÜbersichtPumpgeschwindigkeitDer am häufigsten verwendete Parameter, um die Fähigkeit einer Pumpe auszudrücken, Moleküle aus einem bestimmten Volumen zu entfernen, ist die Pumpgeschwindigkeit. Sie wird normalerweise in Litern pro Sekunde gemessen und drückt das Gasvolumen (bei einem bestimmten Druck) aus, das pro Zeiteinheit entfernt wird. Bei einer Ionenpumpe resultiert der Nettopumpeffekt aus der Summe verschiedener Phänomene: weitere Informationen • Die Pumpwirkung des Getterfilms, die durch das Zerstäuben von Kathodenmaterial durch Ionenbombardement erzeugt wird.• Die Pumpwirkung aufgrund der Ionenimplantation und -diffusion in die Kathode.• Gaseinlagerung an den Anoden und Pumpenwänden.• Die Gasrückemission aus der Kathode aufgrund von Kathodenerhitzung und -erosion.LebensdauerWenn eine Ionenpumpe neu ist oder beispielsweise durch Backen regeneriert wurde, ist die Oberflächenschicht der Kathode sauber und die Gasrückemission aus ihr ist vernachlässigbar. In diesem Zustand wird die Ionenpumpe als „ungesättigt“ bezeichnet und der Pumpeffekt ist sowohl auf den Gettereffekt als auch auf Ionenimplantation und -diffusion zurückzuführen. Mit zunehmender Anzahl der in die Kathode implantierten Gasmoleküle nimmt deren Rückemission infolge des Ionenbombardements zu. Infolgedessen verringert sich die Nettopumpgeschwindigkeit, bis ein Gleichgewichtszustand zwischen Ionenimplantation und Gasemission erreicht ist. In diesem Zustand ist die Ionenpumpe „gesättigt“ und die Nettopumpgeschwindigkeit, die nur auf die Getterwirkung des von der Kathode gesputterten Materials zurückzuführen ist, beträgt etwa die Hälfte der Pumpgeschwindigkeit der ungesättigten Pumpe. Da der Sättigungseffekt von der Menge der in die Kathode implantierten Gasmoleküle abhängt, ist die zur Sättigung einer Ionenpumpe erforderliche Zeit umgekehrt proportional zum Druck, bei dem die Pumpe betrieben wird. Je niedriger also der Druck ist, desto länger dauert es, bis die Pumpe gesättigt ist. In einem ionengepumpten UHV-System mit einem geeigneten Ausheizverfahren (und anschließender Pumpenregeneration) ist ein Druck im Bereich von 10-11 mbar möglich. Bei diesem Druck arbeitet die Ionenpumpe einige Jahre lang mit den höheren (ungesättigten) Pumpgeschwindigkeitswerten, bevor sie gesättigt ist. Aktive Gase (N2, O2, CO, CO2...)Eine Eigenschaft dieser Gase ist ihre Fähigkeit, leicht mit den meisten Metallen zu reagieren und stabile Verbindungen zu bilden. In einer Ionenpumpe reagieren diese aktiven Gasmoleküle mit dem frischen Titanfilm, der durch das Zerstäuben des Kathodenmaterials entsteht. Diese aktiven Gasmoleküle diffundieren nicht tief in die Kathode. Der Sättigungseffekt aufgrund der Wiederemission dieser auf der Kathodenoberfläche gefangenen Moleküle ist sehr stark. Dioden- und Noble-Dioden-Elemente weisen bei niedrigem Druck eine höhere Pumpgeschwindigkeit auf, während StarCell-Elemente bei höherem Druck eine bessere Leistung erbringen. WasserstoffWasserstoff ist ein aktives Gas, aber aufgrund seiner sehr geringen Masse ist die Zerstäubungsrate sehr niedrig. Trotzdem ist die Pumpgeschwindigkeit für H2 sehr hoch, da es schnell in die Kathode diffundiert und nur eine vernachlässigbare Wiederemission aufweist. Beim Pumpen von H2 arbeitet die Ionenpumpe immer im ungesättigten Zustand. Daher ist die Nenngeschwindigkeit für H2 etwa doppelt so hoch wie der entsprechende Wert für Stickstoff. Wenn außerdem Spuren schwererer Gase vorhanden sind, führt die erhöhte Sputterrate zu einer noch höheren Pumpgeschwindigkeit für Wasserstoff. Das Diodenelement weist eine höhere Pumpgeschwindigkeit auf als die Edeldiode, da die H2-Löslichkeit in der Tantalkathode geringer ist als in einer Titankathode. StarCell-Elemente kombinieren gute Leistung bei höheren Drücken mit erhöhter Kapazität für H2. Edelgase (He, Ne, Ar, Kr und Xe) Edelgase werden gepumpt, indem sie von Titan umhüllt werden. Edelgasionen können von der Kathode neutralisiert und gestreut werden, ohne ihre Energie zu verlieren. Diese neutralen Atome behalten genug Energie, um sich an der Anode und den Pumpenwänden zu implantieren oder daran zu haften, wo sie von gesputtertem Titan umhüllt und somit dauerhaft gepumpt werden. In der Diodenkonfiguration ist die Wahrscheinlichkeit der Neutralisierung und Rückstreuung sehr gering, daher beträgt die Pumpgeschwindigkeit für Edelgase nur einen kleinen Prozentsatz der N2-Pumpgeschwindigkeit. Darüber hinaus werden beim Betrieb bei einem relativ hohen Argonpartialdruck (d. h. höher als 10-8 mbar) plötzliche Druckstöße aufgrund der Wiederemission von vorübergehend in die Kathode implantiertem Argon beobachtet. Danach kann eine Diodenpumpe kein weiteres Argon pumpen, bis ihre Quelle gestoppt wird. Dieses Phänomen ist als „Argoninstabilität“ bekannt. Im Noble Diode-Element wird eine Titankathode durch eine Tantalkathode ersetzt. Die hohe Kernmasse von Tantal erhöht die Rückstreuwahrscheinlichkeit und damit die Pumpgeschwindigkeit für Edelgase. Die besten Ergebnisse in Bezug auf die Pumpgeschwindigkeit von Edelgasen werden mit der für StarCell-Elemente typischen offenen Kathodenstruktur erzielt. In diesen Konfigurationen wurde die flache Kathodenstruktur durch eine Struktur ersetzt, die Streifkollisionen mit Ionen ermöglicht. Diese werden neutralisiert und dann mit einer viel höheren Wahrscheinlichkeit als im Fall der flachen Kathode vorwärts zur Pumpenwand oder zur Anode gestreut. Das Ergebnis ist eine Pumpgeschwindigkeit für Edelgase von bis zu 60 % von N2. Darüber hinaus ist die Lebensdauer einer StarCell-Pumpe aufgrund des einzigartigen Designs, das eine optimale Nutzung des gesamten verfügbaren Titans ermöglicht, etwa 50 % länger als bei allen anderen Pumpen. Methan Obwohl Methan kein Edelgas ist, reagiert es nicht mit Gettermaterialien. Es ist in UHV-Systemen immer in gewissem Maße als Reaktionsprodukt von Wasserstoff und Kohlenstoff in den Wänden des Vakuumsystems vorhanden. Methan ist ein besonderes Problem in Elektronenbeschleunigern, wo es die Hauptursache für den Strahlzerfall ist. Aufgrund der Penning-Entladung in Ionenpumpen wird das Methanmolekül (sowie andere Kohlenwasserstoffmoleküle) gespalten und in kleinere „getterte“ Verbindungen (C, CH3, ... H) umgewandelt. Das Ergebnis ist, dass die Pumpgeschwindigkeit für Methan und leichte Kohlenwasserstoffe immer höher ist als die Geschwindigkeit für N2. Informationen minimieren Agilent Varian Qualität Fertigungssauberkeit Um in jedem System sehr niedrige Drücke (d. h. 10–11 mbar) zu erreichen, muss die Ausgasung sowohl der Kammer als auch der Pumpe minimiert werden. Bei unzureichender Reinigung kann die Ionenpumpe selbst eine Gasquelle im UHV sein. Um die Sauberkeit zu gewährleisten, werden VacIon Plus-Pumpen im Werk bei hohen Temperaturen in ultrareinem Vakuum verarbeitet, um eine gründliche Entgasung des Gehäuses und aller inneren Komponenten zu erreichen. Die Sauberkeit des Ionenpumpenelements ist aufgrund des kontinuierlichen Kathodenbombardements noch wichtiger. Jegliches Gas, das auf der Oberfläche oder im Inneren der Kathode eingeschlossen ist, wird letztendlich freigesetzt. Weitere Informationen: Entgasung der Ionenpumpe Das Entgasungssystem der Ionenpumpe ist ein thermischer Prozess des Pumpengehäuses, der vollständig computergesteuert ist und einen automatischen Endtest der erreichten Pumpenspezifikationen durchführen kann. Das Ausheizen der Pumpe wird in einer stickstoffkontrollierten Atmosphäre durchgeführt, um das äußere Pumpengehäuse vor Oxidation zu schützen. Das System basiert auf dem Prinzip der thermischen Entgasung der inneren Oberflächen der Ionenpumpe durch Kontrolle ihrer intrinsischen Entgasung. Daher ist der Druck, nicht die Zeit, der treibende Faktor des Gesamtprozesses. Die Ausheizzeit hängt von der internen Reinigung der Pumpenkomponenten ab, und alle Pumpen haben auf diese Weise die gleiche endgültige Ausgasungsrate und den gleichen Basisdruck. Am Ende des thermischen Prozesses wird, sobald Raumtemperatur erreicht ist, eine RGA durchgeführt. Der Gasanalysator, der auf dem Vakuumsystem angebracht ist, liefert das Spektrum der verschiedenen von der Pumpe entgasten Gase. Wenn H2 und die anderen normalerweise in einem gut ausgeheizten Vakuumsystem vorhandenen Spitzen die zulässigen Werte überschreiten, wird die Pumpe erneut ausgeheizt. Andernfalls wird sie abgeklemmt und ihr Basisdruck überwacht. Der Basisdruck wird durch die Ionenstrommessung ausgewertet. Der Stromabfall wird computerüberwacht, und die Pumpe ist erst versandbereit, wenn der Basisstrom erreicht ist. Lange BetriebslebensdauerAlle VacIon Plus-Pumpen haben eine Nennlebensdauer von über vielen Tausend Stunden bei einem Druck von 1x10-6 mbar (50.000 Stunden für die Diodenpumpe und 80.000 Stunden für die StarCell). Bei vielen Ionenpumpen kann aufgrund von Metallisierung der Isolatoren oder Verformungen des Pumpelements eine Wartung schon lange vor Ablauf der Nennlebensdauer erforderlich sein. Alle VacIon Plus-Elemente sind so konzipiert, dass die Kathodenverzerrung (selbst nach wiederholtem Ausheizen und Starten bei hohem Druck) minimiert wird. Die Isolatoren sind durch eine doppelte, einspringende Konstruktion und eine Kappenabschirmung vor gesputtertem Titan geschützt. Informationen minimieren

Agilent Varian VacIon 150 StarCell Ionenpumpe mit installierten 120 VAC Heizgeräten, 125 l/s Pumpgeschwindigkeit, Magneten und 6 Zoll CF-Einlass. Agilent Varian Teilenummer 9191541. Die Agilent Varian VacIon Plus Ionenpumpen sind Spitzenprodukte aufgrund ihrer hohen Leistungsfähigkeit bei der Erzeugung von Ultrahochvakuum (UHV), ihrer Sauberkeit, der Fähigkeit, verschiedene Gase zu pumpen, ihrer langen Lebensdauer, der Fähigkeit, den Vakuumdruck abzulesen, und ihres wartungs- und vibrationsfreien Betriebs. Hier bieten wir die Agilent Varian VacIon Plus 150 StarCell Ionenpumpe mit 6 Zoll Conflat-Einlassflansch und von Agilent installierten 120 VAC Heizgeräten an. Die VacIon Plus 150 StarCell hat einen Enddruck von unter 10-11 Torr, eine maximale Backtemperatur von bis zu 350 Grad C und eine Pumpgeschwindigkeit von 125 l/s. Eine vollständige Broschüre mit technischen Daten und Anwendungen für die Agilent Varian VacIon Plus 150 StarCell Hochvakuum-Ionenpumpe kann unten im PDF-Format heruntergeladen werden. Diese Agilent Varian VacIon Plus 150 StarCell Ionenpumpe mit installierten Magneten und 120 VAC-Heizungen hat die Agilent Varian-Teilenummer 9191541. Funktionsweise von IonenpumpenVakuumpumpen arbeiten im Allgemeinen auf der Grundlage, dass sie in sich selbst eine geringere Gasdichte aufrechterhalten als in der Umgebung, in die sie pumpen. Dies führt zu einer Nettomigration von Gas in die Pumpe aufgrund der zufälligen Bewegung der Moleküle unter molekularen Strömungsbedingungen. Sobald sie in den Pumpen sind, entweichen nur wenige und werden je nach Pumpentyp entweder verdrängt oder eingefangen. Anstatt eine Verdrängungspumpe zu sein, die tatsächlich Gasmoleküle durch sich hindurch in die Atmosphäre befördert, fängt die Ionenpumpe sie ein und speichert sie. Daher muss die Pumpe irgendwann überholt oder ersetzt werden. Dies ist im Allgemeinen nur nach vielen Jahren des Gebrauchs erforderlich. weitere Informationen Der allgemeine Name Sputter-Ionenpumpe (oder Ionengetterpumpe) rührt von der Tatsache her, dass einige der Gasmoleküle ionisiert werden und ein Zerstäuben des Zerstäubungsmittels verursachen. Dieses Material reagiert chemisch mit den aktiven Gasen und bildet stabile Verbindungen, die sich an den Innenwänden der Pumpe ablagern. Der Getter, normalerweise Titan, wird durch eine Platte oder Elektrode aus diesem Material bereitgestellt, die wiederum von Gasionen zerstäubt und erodiert wird, die unter dem Einfluss der Hochspannung gebildet werden. Diese elektrischen Potenziale liegen normalerweise im Bereich von 3.000 bis 7.000 VDC. Ein externer permanenter Magnetkreis erzeugt ein Magnetfeld, das normalerweise im Bereich von 800 bis 2.000 G liegt und parallel zur Anodenzellenachse verläuft. Die Funktion der Anodenzellenstruktur besteht darin, eine „Wolke“ hochenergetischer Elektronen zu enthalten, die durch das Magnetfeld eingeschränkt werden. Die meisten Ionisierungsgeräte funktionieren auf die gleiche Weise. Bei einer Kollision werden Gasmoleküle von hochenergetischen Elektronen bombardiert. Ein Molekül kann ein oder mehrere seiner eigenen Elektronen verlieren und bleibt dadurch als positiv geladenes Ion zurück. Unter dem Einfluss eines starken elektrischen Felds wird das Ion in die Titankathode beschleunigt. Die Kraft dieser Kollision reicht aus, um Atome aus der Kathode auszustoßen und auf die angrenzenden Wände der Pumpe zu „zerstäuben“. Frisch zerstäubtes Titan ist extrem reaktiv und reagiert chemisch mit aktiven Gasen. Die entstehenden Verbindungen sammeln sich auf den Oberflächen der Pumpenelemente und Pumpenwände an. Aktive Gase sind solche wie Sauerstoff, Stickstoff, CO, CO2 und Wasser, im Gegensatz zu den Edelgasen wie Helium, Neon, Argon, Krypton und Xenon, die nicht reaktiv sind. Letztere werden durch „Ioneneinbettung“ gepumpt (Ioneneinbettung ist das „Überputzen“ von Edelgasatomen durch die zerstäubten Getteratome). Die Fähigkeit, Drücke mithilfe einer Ionenpumpe abzulesen, beruht auf der direkten Proportionalität zwischen Pumpenstrom und Betriebsdruck. Die Zuverlässigkeit von Druckmessungen bei sehr niedrigem Druck wird durch Leckströme begrenzt, und der Leckstrom aus der Feldemission hängt stark von der an die Pumpe angelegten Spannung ab. Der Dual-Controller, der für die Verwendung mit jeder VacIon Plus-Pumpe entwickelt wurde, bietet die einzigartige Möglichkeit, die Spannung entsprechend dem Betriebsdruck anzupassen. Dadurch wird der Leckstrom bei niedrigem Druck minimiert, was eine zuverlässige Druckmessung bis in den Bereich von 10-10 mbar ermöglicht. Die VacIon Plus-FamilieIonenpumpen werden aufgrund ihrer Sauberkeit, ihrer Fähigkeit, verschiedene Gase zu pumpen, sowie ihres wartungs- und vibrationsfreien Betriebs häufig zur Erzeugung von Ultrahochvakuum (UHV) verwendet. Eine lange Lebensdauer und die Fähigkeit, den Druck abzulesen, sind weitere wichtige Merkmale von Ionenpumpen. Die VacIon Plus-Familie wurde entwickelt, um all diese Eigenschaften zu verbessern, und bietet somit die fortschrittlichste und wertvollste Lösung für alle Ionenpumpenanforderungen. Im Allgemeinen können alle Ionenpumpen alle Gase bis zu einem gewissen Grad pumpen. Um die beste Leistung und den besten Basisdruck zu erzielen, wurden verschiedene Arten von Ionenpumpen mit optimierter Leistung in verschiedenen Druckbereichen und mit verschiedenen Gasen entwickelt. Agilent Varians VacIon Plus ist eine komplette Produktfamilie, die die Wahl zwischen drei verschiedenen Elementen bietet: Diode, Noble Diode und StarCell. Für jede Anwendung gibt es eine VacIon Plus-Pumpe, die dafür entwickelt wurde. Diode VacIon PlusDie Diodenversion der VacIon Plus-Pumpe hat die höchste Pumpgeschwindigkeit aller Ionenpumpen für Sauerstoff (O2), Stickstoff (N2), Kohlendioxid (CO2), Kohlenmonoxid (CO) und jedes andere sammelbare Gas. Sie bietet auch die höchste Pumpgeschwindigkeit und Kapazität für Wasserstoff (H2). Ihre einfache mechanische Struktur ermöglicht eine zuverlässige Strom-/Druckmessung bis hinunter zu sehr niedrigen Drücken sowie einen absolut vibrationsfreien Betrieb. Ihre geometrische und elektrische Konfiguration ermöglicht den Einsatz in der Nähe von Elektronendetektoren oder ähnlichen Geräten. Diode VacIon Plus-Pumpen werden daher häufig und erfolgreich in allgemeinen UHV-Systemen, zum Evakuieren von Elektronengeräten und in den empfindlichsten Elektronenmikroskopen eingesetzt. Dioden werden jedoch nicht für Anwendungen empfohlen, bei denen Edelgase wie Argon (Ar), Helium (He) und Methan (CH4) gepumpt werden sollen. Noble Diode VacIon PlusDas Noble Diode VacIon Plus-Element ist eine Version des Diodenelements, bei der eine Titankathode durch eine Tantalkathode ersetzt wird. Dieser Ersatz ermöglicht eine höhere Pumpgeschwindigkeit und Stabilität beim Pumpen von Edelgasen (hauptsächlich Argon und Helium). Ansonsten ist das Element mit der Diode VacIon Plus gleichwertig. Noble Diode VacIon Plus-Pumpen werden in allen Anwendungen eingesetzt, bei denen das Pumpen von Edelgasen eine wichtige Eigenschaft ist. Wie bei der Diodenkonfiguration behält die Noble Diode eine konstante Pumpgeschwindigkeit für alle Gase bei sehr niedrigem Druck bei. Die Pumpgeschwindigkeit für H2 und sammelbare Gase ist jedoch niedriger als bei den entsprechenden Diodenpumpen. Die Noble Diode VacIon Plus wird typischerweise in UHV-Anwendungen eingesetzt, bei denen ein Gasgemisch gepumpt werden soll und der Druck relativ konstant ist (d. h. kein plötzlicher Gasausbruch oder systematischer Hochdruckzyklus). Aufgrund ihrer konstanten Geschwindigkeit für fast jedes Gas, selbst bei sehr niedrigem Druck, ist sie ideal, wenn die Ionenpumpe allein verwendet wird, um UHV-Drücke zu erreichen. Dies ist häufig bei Teilchenbeschleunigern oder Synchrotronringen sowie bei Oberflächenanalyseanwendungen der Fall. Andere VacIon Plus-Versionen werden empfohlen, wenn die Anwendung Zyklen mit höheren Drücken oder das Pumpen großer Mengen H2 erfordert oder wenn die Ionenpumpe mit anderen UHV-Pumpen wie Titansublimationspumpen oder nicht verdampfbaren Gettern kombiniert wird. StarCell VacIon PlusDas StarCell VacIon Plus-Element ist die neueste Variante der Triodenkonfiguration. Aufgrund ihres patentierten Designs ist diese Ionenpumpe die einzige, die eine große Menge an Edelgasen (besser als die Noble Diode) und Wasserstoff (vergleichbar mit der Diode) verarbeiten kann. Darüber hinaus bietet diese Pumpe die höchste Geschwindigkeit und Kapazität für Methan, Argon und Helium. Aufgrund ihrer hohen Gesamtkapazität für alle verschiedenen Gase und ihrer sehr guten Geschwindigkeitsleistung bei relativ höheren Drücken ist die StarCell VacIon Plus ideal für Anwendungen, die einen konstanten Betrieb bei 10-8 mbar oder mehr erfordern. Dazu gehören typischerweise Elektronenmikroskope und Massenspektrometer. Aufgrund ihrer hohen Pumpgeschwindigkeit für Argon, Helium und Methan (die höchste aller Ionenpumpen bei jedem Druck) ist StarCell zum Standard für alle Anwendungen geworden, bei denen die Ionenpumpe in Kombination mit Titansublimationspumpen (TSP) oder nicht verdampfbaren Getterpumpen (NEG) verwendet wird, wodurch ihre Pumpleistung verbessert wird. Der niedrigste erreichbare Druck wurde mit Kombinationen aus StarCell VacIon Plus- und TSP/NEG-Pumpen erreicht, dank der optimierten Eigenschaften dieser Kombinationen. Die meisten existierenden Teilchenbeschleuniger und Synchrotronquellen, Strahllinien, Transferlinien und ähnliche Geräte haben diese Kombinationen erfolgreich verwendet und nutzen sie auch weiterhin, um die Höchstgeschwindigkeit für alle Gasarten zu erreichen. Informationen minimieren VacIon Plus ÜbersichtPumpgeschwindigkeitDer am häufigsten verwendete Parameter, um die Fähigkeit einer Pumpe auszudrücken, Moleküle aus einem bestimmten Volumen zu entfernen, ist die Pumpgeschwindigkeit. Sie wird normalerweise in Litern pro Sekunde gemessen und drückt das Gasvolumen (bei einem bestimmten Druck) aus, das pro Zeiteinheit entfernt wird. Bei einer Ionenpumpe resultiert der Nettopumpeffekt aus der Summe verschiedener Phänomene: weitere Informationen • Die Pumpwirkung des Getterfilms, die durch das Zerstäuben von Kathodenmaterial durch Ionenbombardement erzeugt wird.• Die Pumpwirkung aufgrund der Ionenimplantation und -diffusion in die Kathode.• Gaseinlagerung an den Anoden und Pumpenwänden.• Die Gasrückemission aus der Kathode aufgrund von Kathodenerhitzung und -erosion.LebensdauerWenn eine Ionenpumpe neu ist oder beispielsweise durch Backen regeneriert wurde, ist die Oberflächenschicht der Kathode sauber und die Gasrückemission aus ihr ist vernachlässigbar. In diesem Zustand wird die Ionenpumpe als „ungesättigt“ bezeichnet und der Pumpeffekt ist sowohl auf den Gettereffekt als auch auf Ionenimplantation und -diffusion zurückzuführen. Mit zunehmender Anzahl der in die Kathode implantierten Gasmoleküle nimmt deren Rückemission infolge des Ionenbombardements zu. Infolgedessen verringert sich die Nettopumpgeschwindigkeit, bis ein Gleichgewichtszustand zwischen Ionenimplantation und Gasemission erreicht ist. In diesem Zustand ist die Ionenpumpe „gesättigt“ und die Nettopumpgeschwindigkeit, die nur auf die Getterwirkung des von der Kathode gesputterten Materials zurückzuführen ist, beträgt etwa die Hälfte der Pumpgeschwindigkeit der ungesättigten Pumpe. Da der Sättigungseffekt von der Menge der in die Kathode implantierten Gasmoleküle abhängt, ist die zur Sättigung einer Ionenpumpe erforderliche Zeit umgekehrt proportional zum Druck, bei dem die Pumpe betrieben wird. Je niedriger also der Druck ist, desto länger dauert es, bis die Pumpe gesättigt ist. In einem ionengepumpten UHV-System mit einem geeigneten Ausheizverfahren (und anschließender Pumpenregeneration) ist ein Druck im Bereich von 10-11 mbar möglich. Bei diesem Druck arbeitet die Ionenpumpe einige Jahre lang mit den höheren (ungesättigten) Pumpgeschwindigkeitswerten, bevor sie gesättigt ist. Aktive Gase (N2, O2, CO, CO2...)Eine Eigenschaft dieser Gase ist ihre Fähigkeit, leicht mit den meisten Metallen zu reagieren und stabile Verbindungen zu bilden. In einer Ionenpumpe reagieren diese aktiven Gasmoleküle mit dem frischen Titanfilm, der durch das Zerstäuben des Kathodenmaterials entsteht. Diese aktiven Gasmoleküle diffundieren nicht tief in die Kathode. Der Sättigungseffekt aufgrund der Wiederemission dieser auf der Kathodenoberfläche gefangenen Moleküle ist sehr stark. Dioden- und Noble-Dioden-Elemente weisen bei niedrigem Druck eine höhere Pumpgeschwindigkeit auf, während StarCell-Elemente bei höherem Druck eine bessere Leistung erbringen. WasserstoffWasserstoff ist ein aktives Gas, aber aufgrund seiner sehr geringen Masse ist die Zerstäubungsrate sehr niedrig. Trotzdem ist die Pumpgeschwindigkeit für H2 sehr hoch, da es schnell in die Kathode diffundiert und nur eine vernachlässigbare Wiederemission aufweist. Beim Pumpen von H2 arbeitet die Ionenpumpe immer im ungesättigten Zustand. Daher ist die Nenngeschwindigkeit für H2 etwa doppelt so hoch wie der entsprechende Wert für Stickstoff. Wenn außerdem Spuren schwererer Gase vorhanden sind, führt die erhöhte Sputterrate zu einer noch höheren Pumpgeschwindigkeit für Wasserstoff. Das Diodenelement weist eine höhere Pumpgeschwindigkeit auf als die Edeldiode, da die H2-Löslichkeit in der Tantalkathode geringer ist als in einer Titankathode. StarCell-Elemente kombinieren gute Leistung bei höheren Drücken mit erhöhter Kapazität für H2. Edelgase (He, Ne, Ar, Kr und Xe) Edelgase werden gepumpt, indem sie von Titan umhüllt werden. Edelgasionen können von der Kathode neutralisiert und gestreut werden, ohne ihre Energie zu verlieren. Diese neutralen Atome behalten genug Energie, um sich an der Anode und den Pumpenwänden zu implantieren oder daran zu haften, wo sie von gesputtertem Titan umhüllt und somit dauerhaft gepumpt werden. In der Diodenkonfiguration ist die Wahrscheinlichkeit der Neutralisierung und Rückstreuung sehr gering, daher beträgt die Pumpgeschwindigkeit für Edelgase nur einen kleinen Prozentsatz der N2-Pumpgeschwindigkeit. Darüber hinaus werden beim Betrieb bei einem relativ hohen Argonpartialdruck (d. h. höher als 10-8 mbar) plötzliche Druckstöße aufgrund der Wiederemission von vorübergehend in die Kathode implantiertem Argon beobachtet. Danach kann eine Diodenpumpe kein weiteres Argon pumpen, bis ihre Quelle gestoppt wird. Dieses Phänomen ist als „Argoninstabilität“ bekannt. Im Noble Diode-Element wird eine Titankathode durch eine Tantalkathode ersetzt. Die hohe Kernmasse von Tantal erhöht die Rückstreuwahrscheinlichkeit und damit die Pumpgeschwindigkeit für Edelgase. Die besten Ergebnisse in Bezug auf die Pumpgeschwindigkeit von Edelgasen werden mit der für StarCell-Elemente typischen offenen Kathodenstruktur erzielt. In diesen Konfigurationen wurde die flache Kathodenstruktur durch eine Struktur ersetzt, die Streifkollisionen mit Ionen ermöglicht. Diese werden neutralisiert und dann mit einer viel höheren Wahrscheinlichkeit als im Fall der flachen Kathode vorwärts zur Pumpenwand oder zur Anode gestreut. Das Ergebnis ist eine Pumpgeschwindigkeit für Edelgase von bis zu 60 % von N2. Darüber hinaus ist die Lebensdauer einer StarCell-Pumpe aufgrund des einzigartigen Designs, das eine optimale Nutzung des gesamten verfügbaren Titans ermöglicht, etwa 50 % länger als bei allen anderen Pumpen. Methan Obwohl Methan kein Edelgas ist, reagiert es nicht mit Gettermaterialien. Es ist in UHV-Systemen immer in gewissem Maße als Reaktionsprodukt von Wasserstoff und Kohlenstoff in den Wänden des Vakuumsystems vorhanden. Methan ist ein besonderes Problem in Elektronenbeschleunigern, wo es die Hauptursache für den Strahlzerfall ist. Aufgrund der Penning-Entladung in Ionenpumpen wird das Methanmolekül (sowie andere Kohlenwasserstoffmoleküle) gespalten und in kleinere „getterte“ Verbindungen (C, CH3, ... H) umgewandelt. Das Ergebnis ist, dass die Pumpgeschwindigkeit für Methan und leichte Kohlenwasserstoffe immer höher ist als die Geschwindigkeit für N2. Informationen minimieren Agilent Varian Qualität Fertigungssauberkeit Um in jedem System sehr niedrige Drücke (d. h. 10–11 mbar) zu erreichen, muss die Ausgasung sowohl der Kammer als auch der Pumpe minimiert werden. Bei unzureichender Reinigung kann die Ionenpumpe selbst eine Gasquelle im UHV sein. Um die Sauberkeit zu gewährleisten, werden VacIon Plus-Pumpen im Werk bei hohen Temperaturen in ultrareinem Vakuum verarbeitet, um eine gründliche Entgasung des Gehäuses und aller inneren Komponenten zu erreichen. Die Sauberkeit des Ionenpumpenelements ist aufgrund des kontinuierlichen Kathodenbombardements noch wichtiger. Jegliches Gas, das auf der Oberfläche oder im Inneren der Kathode eingeschlossen ist, wird letztendlich freigesetzt. Weitere Informationen: Entgasung der Ionenpumpe Das Entgasungssystem der Ionenpumpe ist ein thermischer Prozess des Pumpengehäuses, der vollständig computergesteuert ist und einen automatischen Endtest der erreichten Pumpenspezifikationen durchführen kann. Das Ausheizen der Pumpe wird in einer stickstoffkontrollierten Atmosphäre durchgeführt, um das äußere Pumpengehäuse vor Oxidation zu schützen. Das System basiert auf dem Prinzip der thermischen Entgasung der inneren Oberflächen der Ionenpumpe durch Kontrolle ihrer intrinsischen Entgasung. Daher ist der Druck, nicht die Zeit, der treibende Faktor des Gesamtprozesses. Die Ausheizzeit hängt von der internen Reinigung der Pumpenkomponenten ab, und alle Pumpen haben auf diese Weise die gleiche endgültige Ausgasungsrate und den gleichen Basisdruck. Am Ende des thermischen Prozesses wird, sobald Raumtemperatur erreicht ist, eine RGA durchgeführt. Der Gasanalysator, der auf dem Vakuumsystem angebracht ist, liefert das Spektrum der verschiedenen von der Pumpe entgasten Gase. Wenn H2 und die anderen normalerweise in einem gut ausgeheizten Vakuumsystem vorhandenen Spitzen die zulässigen Werte überschreiten, wird die Pumpe erneut ausgeheizt. Andernfalls wird sie abgeklemmt und ihr Basisdruck überwacht. Der Basisdruck wird durch die Ionenstrommessung ausgewertet. Der Stromabfall wird computerüberwacht, und die Pumpe ist erst versandbereit, wenn der Basisstrom erreicht ist. Lange BetriebslebensdauerAlle VacIon Plus-Pumpen haben eine Nennlebensdauer von über vielen Tausend Stunden bei einem Druck von 1x10-6 mbar (50.000 Stunden für die Diodenpumpe und 80.000 Stunden für die StarCell). Bei vielen Ionenpumpen kann aufgrund von Metallisierung der Isolatoren oder Verformungen des Pumpelements eine Wartung deutlich vor Ablauf der Nennlebensdauer erforderlich sein. Alle VacIon Plus-Elemente sind so konzipiert, dass die Kathodenverzerrung (auch nach wiederholtem Ausheizen und Starten bei hohem Druck) minimiert wird. Die Isolatoren sind durch eine doppelte, einspringende Konstruktion und eine Kappenabschirmung vor gesputtertem Titan geschützt. Informationen minimieren

Agilent Varian VacIon 300 StarCell Ionenpumpe mit installierten 120 VAC Heizgeräten, 240 l/s Pumpgeschwindigkeit, installierten Magneten und 8 Zoll CF-Einlass. Agilent Varian Teilenummer 9191641. Die Agilent Varian VacIon Plus Ionenpumpen sind Spitzenprodukte aufgrund ihrer hohen Leistungsfähigkeit bei der Erzeugung von Ultrahochvakuum (UHV), ihrer Sauberkeit, der Fähigkeit, verschiedene Gase zu pumpen, ihrer langen Betriebsdauer, der Fähigkeit, den Vakuumdruck abzulesen, und des wartungs- und vibrationsfreien Betriebs. Hier bieten wir die Agilent Varian VacIon Plus 300 StarCell Ionenpumpe mit 8 Zoll Conflat-Einlassflansch und von Agilent installierten 120 VAC Heizgeräten an. Die VacIon Plus 300 StarCell hat einen Enddruck von unter 10-11 Torr, eine maximale Backtemperatur von bis zu 250 Grad C und eine Pumpgeschwindigkeit von 240 l/s. Eine vollständige Broschüre mit technischen Daten und einer Anwendungsmöglichkeit für die Agilent Varian VacIon Plus 300 StarCell Hochvakuum-Ionenpumpe kann weiter unten im PDF-Format heruntergeladen werden. Diese Agilent Varian VacIon Plus 300 StarCell Ionenpumpe mit installierten Magneten und 120 VAC-Heizgeräten hat die Agilent Varian-Teilenummer 9191641. Funktionsweise von Ionenpumpen Vakuumpumpen funktionieren im Allgemeinen auf der Basis, dass sie in sich eine geringere Gasdichte aufrechterhalten als in der Umgebung, in die sie pumpen. Dies führt aufgrund der zufälligen Bewegung der Moleküle unter molekularen Strömungsbedingungen zu einer Nettomigration von Gas in die Pumpe. Sobald sie in den Pumpen sind, entweichen nur wenige und werden je nach Pumpentyp entweder verdrängt oder eingefangen. Statt eine Verdrängungspumpe zu sein, die tatsächlich Gasmoleküle durch sich hindurch in die Atmosphäre befördert, fängt die Ionenpumpe sie ein und speichert sie. Daher muss die Pumpe irgendwann überholt oder ersetzt werden. Dies ist im Allgemeinen nur nach vielen Jahren des Gebrauchs erforderlich. weitere Informationen Der allgemeine Name Sputter-Ionenpumpe (oder Ionengetterpumpe) rührt von der Tatsache her, dass einige der Gasmoleküle ionisiert werden und ein Zerstäuben des Zerstäubungsmittels verursachen. Dieses Material reagiert chemisch mit den aktiven Gasen und bildet stabile Verbindungen, die sich an den Innenwänden der Pumpe ablagern. Der Getter, normalerweise Titan, wird durch eine Platte oder Elektrode aus diesem Material bereitgestellt, die wiederum von Gasionen zerstäubt und erodiert wird, die unter dem Einfluss der Hochspannung gebildet werden. Diese elektrischen Potenziale liegen normalerweise im Bereich von 3.000 bis 7.000 VDC. Ein externer permanenter Magnetkreis erzeugt ein Magnetfeld, das normalerweise im Bereich von 800 bis 2.000 G liegt und parallel zur Anodenzellenachse verläuft. Die Funktion der Anodenzellenstruktur besteht darin, eine „Wolke“ hochenergetischer Elektronen zu enthalten, die durch das Magnetfeld eingeschränkt werden. Die meisten Ionisierungsgeräte funktionieren auf die gleiche Weise. Bei einer Kollision werden Gasmoleküle von hochenergetischen Elektronen bombardiert. Ein Molekül kann ein oder mehrere seiner eigenen Elektronen verlieren und bleibt dadurch als positiv geladenes Ion zurück. Unter dem Einfluss eines starken elektrischen Felds wird das Ion in die Titankathode beschleunigt. Die Kraft dieser Kollision reicht aus, um Atome aus der Kathode auszustoßen und auf die angrenzenden Wände der Pumpe zu „zerstäuben“. Frisch zerstäubtes Titan ist extrem reaktiv und reagiert chemisch mit aktiven Gasen. Die entstehenden Verbindungen sammeln sich auf den Oberflächen der Pumpenelemente und Pumpenwände an. Aktive Gase sind solche wie Sauerstoff, Stickstoff, CO, CO2 und Wasser, im Gegensatz zu den Edelgasen wie Helium, Neon, Argon, Krypton und Xenon, die nicht reaktiv sind. Letztere werden durch „Ioneneinbettung“ gepumpt (Ioneneinbettung ist das „Überputzen“ von Edelgasatomen durch die zerstäubten Getteratome). Die Fähigkeit, Drücke mithilfe einer Ionenpumpe abzulesen, beruht auf der direkten Proportionalität zwischen Pumpenstrom und Betriebsdruck. Die Zuverlässigkeit von Druckmessungen bei sehr niedrigem Druck wird durch Leckströme begrenzt, und der Leckstrom aus der Feldemission hängt stark von der an die Pumpe angelegten Spannung ab. Der Dual-Controller, der für die Verwendung mit jeder VacIon Plus-Pumpe entwickelt wurde, bietet die einzigartige Möglichkeit, die Spannung entsprechend dem Betriebsdruck anzupassen. Dadurch wird der Leckstrom bei niedrigem Druck minimiert, was eine zuverlässige Druckmessung bis in den Bereich von 10-10 mbar ermöglicht. Die VacIon Plus-FamilieIonenpumpen werden aufgrund ihrer Sauberkeit, ihrer Fähigkeit, verschiedene Gase zu pumpen, sowie ihres wartungs- und vibrationsfreien Betriebs häufig zur Erzeugung von Ultrahochvakuum (UHV) verwendet. Eine lange Lebensdauer und die Fähigkeit, den Druck abzulesen, sind weitere wichtige Merkmale von Ionenpumpen. Die VacIon Plus-Familie wurde entwickelt, um all diese Eigenschaften zu verbessern, und bietet somit die fortschrittlichste und wertvollste Lösung für alle Ionenpumpenanforderungen. Im Allgemeinen können alle Ionenpumpen alle Gase bis zu einem gewissen Grad pumpen. Um die beste Leistung und den besten Basisdruck zu erzielen, wurden verschiedene Arten von Ionenpumpen mit optimierter Leistung in verschiedenen Druckbereichen und mit verschiedenen Gasen entwickelt. Agilent Varians VacIon Plus ist eine komplette Produktfamilie, die die Wahl zwischen drei verschiedenen Elementen bietet: Diode, Noble Diode und StarCell. Für jede Anwendung gibt es eine VacIon Plus-Pumpe, die dafür entwickelt wurde. Diode VacIon PlusDie Diodenversion der VacIon Plus-Pumpe hat die höchste Pumpgeschwindigkeit aller Ionenpumpen für Sauerstoff (O2), Stickstoff (N2), Kohlendioxid (CO2), Kohlenmonoxid (CO) und jedes andere sammelbare Gas. Sie bietet auch die höchste Pumpgeschwindigkeit und Kapazität für Wasserstoff (H2). Ihre einfache mechanische Struktur ermöglicht eine zuverlässige Strom-/Druckmessung bis hinunter zu sehr niedrigen Drücken sowie einen absolut vibrationsfreien Betrieb. Ihre geometrische und elektrische Konfiguration ermöglicht den Einsatz in der Nähe von Elektronendetektoren oder ähnlichen Geräten. Diode VacIon Plus-Pumpen werden daher häufig und erfolgreich in allgemeinen UHV-Systemen, zum Evakuieren von Elektronengeräten und in den empfindlichsten Elektronenmikroskopen eingesetzt. Dioden werden jedoch nicht für Anwendungen empfohlen, bei denen Edelgase wie Argon (Ar), Helium (He) und Methan (CH4) gepumpt werden sollen. Noble Diode VacIon PlusDas Noble Diode VacIon Plus-Element ist eine Version des Diodenelements, bei der eine Titankathode durch eine Tantalkathode ersetzt wird. Dieser Ersatz ermöglicht eine höhere Pumpgeschwindigkeit und Stabilität beim Pumpen von Edelgasen (hauptsächlich Argon und Helium). Ansonsten ist das Element mit der Diode VacIon Plus gleichwertig. Noble Diode VacIon Plus-Pumpen werden in allen Anwendungen eingesetzt, bei denen das Pumpen von Edelgasen eine wichtige Eigenschaft ist. Wie bei der Diodenkonfiguration behält die Noble Diode eine konstante Pumpgeschwindigkeit für alle Gase bei sehr niedrigem Druck bei. Die Pumpgeschwindigkeit für H2 und sammelbare Gase ist jedoch niedriger als bei den entsprechenden Diodenpumpen. Die Noble Diode VacIon Plus wird typischerweise in UHV-Anwendungen eingesetzt, bei denen ein Gasgemisch gepumpt werden soll und der Druck relativ konstant ist (d. h. kein plötzlicher Gasausbruch oder systematischer Hochdruckzyklus). Aufgrund ihrer konstanten Geschwindigkeit für fast jedes Gas, selbst bei sehr niedrigem Druck, ist sie ideal, wenn die Ionenpumpe allein verwendet wird, um UHV-Drücke zu erreichen. Dies ist häufig bei Teilchenbeschleunigern oder Synchrotronringen sowie bei Oberflächenanalyseanwendungen der Fall. Andere VacIon Plus-Versionen werden empfohlen, wenn die Anwendung Zyklen mit höheren Drücken oder das Pumpen großer Mengen H2 erfordert oder wenn die Ionenpumpe mit anderen UHV-Pumpen wie Titansublimationspumpen oder nicht verdampfbaren Gettern kombiniert wird. StarCell VacIon PlusDas StarCell VacIon Plus-Element ist die neueste Variante der Triodenkonfiguration. Aufgrund ihres patentierten Designs ist diese Ionenpumpe die einzige, die eine große Menge an Edelgasen (besser als die Noble Diode) und Wasserstoff (vergleichbar mit der Diode) verarbeiten kann. Darüber hinaus bietet diese Pumpe die höchste Geschwindigkeit und Kapazität für Methan, Argon und Helium. Aufgrund ihrer hohen Gesamtkapazität für alle verschiedenen Gase und ihrer sehr guten Geschwindigkeitsleistung bei relativ höheren Drücken ist die StarCell VacIon Plus ideal für Anwendungen, die einen konstanten Betrieb bei 10-8 mbar oder mehr erfordern. Dazu gehören typischerweise Elektronenmikroskope und Massenspektrometer. Aufgrund ihrer hohen Pumpgeschwindigkeit für Argon, Helium und Methan (die höchste aller Ionenpumpen bei jedem Druck) ist StarCell zum Standard für alle Anwendungen geworden, bei denen die Ionenpumpe in Kombination mit Titansublimationspumpen (TSP) oder nicht verdampfbaren Getterpumpen (NEG) verwendet wird, wodurch ihre Pumpleistung verbessert wird. Der niedrigste erreichbare Druck wurde mit Kombinationen aus StarCell VacIon Plus- und TSP/NEG-Pumpen erreicht, dank der optimierten Eigenschaften dieser Kombinationen. Die meisten existierenden Teilchenbeschleuniger und Synchrotronquellen, Strahllinien, Transferlinien und ähnliche Geräte haben diese Kombinationen erfolgreich verwendet und nutzen sie auch weiterhin, um die Höchstgeschwindigkeit für alle Gasarten zu erreichen. Informationen minimieren VacIon Plus ÜbersichtPumpgeschwindigkeitDer am häufigsten verwendete Parameter, um die Fähigkeit einer Pumpe auszudrücken, Moleküle aus einem bestimmten Volumen zu entfernen, ist die Pumpgeschwindigkeit. Sie wird normalerweise in Litern pro Sekunde gemessen und drückt das Gasvolumen (bei einem bestimmten Druck) aus, das pro Zeiteinheit entfernt wird. Bei einer Ionenpumpe resultiert der Nettopumpeffekt aus der Summe verschiedener Phänomene: weitere Informationen • Die Pumpwirkung des Getterfilms, die durch das Zerstäuben von Kathodenmaterial durch Ionenbombardement erzeugt wird.• Die Pumpwirkung aufgrund der Ionenimplantation und -diffusion in die Kathode.• Gaseinlagerung an den Anoden und Pumpenwänden.• Die Gasrückemission aus der Kathode aufgrund von Kathodenerhitzung und -erosion.LebensdauerWenn eine Ionenpumpe neu ist oder beispielsweise durch Backen regeneriert wurde, ist die Oberflächenschicht der Kathode sauber und die Gasrückemission aus ihr ist vernachlässigbar. In diesem Zustand wird die Ionenpumpe als „ungesättigt“ bezeichnet und der Pumpeffekt ist sowohl auf den Gettereffekt als auch auf Ionenimplantation und -diffusion zurückzuführen. Mit zunehmender Anzahl der in die Kathode implantierten Gasmoleküle nimmt deren Rückemission infolge des Ionenbombardements zu. Infolgedessen verringert sich die Nettopumpgeschwindigkeit, bis ein Gleichgewichtszustand zwischen Ionenimplantation und Gasemission erreicht ist. In diesem Zustand ist die Ionenpumpe „gesättigt“ und die Nettopumpgeschwindigkeit, die nur auf die Getterwirkung des von der Kathode gesputterten Materials zurückzuführen ist, beträgt etwa die Hälfte der Pumpgeschwindigkeit der ungesättigten Pumpe. Da der Sättigungseffekt von der Menge der in die Kathode implantierten Gasmoleküle abhängt, ist die zur Sättigung einer Ionenpumpe erforderliche Zeit umgekehrt proportional zum Druck, bei dem die Pumpe betrieben wird. Je niedriger also der Druck ist, desto länger dauert es, bis die Pumpe gesättigt ist. In einem ionengepumpten UHV-System mit einem geeigneten Ausheizverfahren (und anschließender Pumpenregeneration) ist ein Druck im Bereich von 10-11 mbar möglich. Bei diesem Druck arbeitet die Ionenpumpe einige Jahre lang mit den höheren (ungesättigten) Pumpgeschwindigkeitswerten, bevor sie gesättigt ist. Aktive Gase (N2, O2, CO, CO2...)Eine Eigenschaft dieser Gase ist ihre Fähigkeit, leicht mit den meisten Metallen zu reagieren und stabile Verbindungen zu bilden. In einer Ionenpumpe reagieren diese aktiven Gasmoleküle mit dem frischen Titanfilm, der durch das Zerstäuben des Kathodenmaterials entsteht. Diese aktiven Gasmoleküle diffundieren nicht tief in die Kathode. Der Sättigungseffekt aufgrund der Wiederemission dieser auf der Kathodenoberfläche gefangenen Moleküle ist sehr stark. Dioden- und Noble-Dioden-Elemente weisen bei niedrigem Druck eine höhere Pumpgeschwindigkeit auf, während StarCell-Elemente bei höherem Druck eine bessere Leistung erbringen. WasserstoffWasserstoff ist ein aktives Gas, aber aufgrund seiner sehr geringen Masse ist die Zerstäubungsrate sehr niedrig. Trotzdem ist die Pumpgeschwindigkeit für H2 sehr hoch, da es schnell in die Kathode diffundiert und nur eine vernachlässigbare Wiederemission aufweist. Beim Pumpen von H2 arbeitet die Ionenpumpe immer im ungesättigten Zustand. Daher ist die Nenngeschwindigkeit für H2 etwa doppelt so hoch wie der entsprechende Wert für Stickstoff. Wenn außerdem Spuren schwererer Gase vorhanden sind, führt die erhöhte Sputterrate zu einer noch höheren Pumpgeschwindigkeit für Wasserstoff. Das Diodenelement weist eine höhere Pumpgeschwindigkeit auf als die Edeldiode, da die H2-Löslichkeit in der Tantalkathode geringer ist als in einer Titankathode. StarCell-Elemente kombinieren gute Leistung bei höheren Drücken mit erhöhter Kapazität für H2. Edelgase (He, Ne, Ar, Kr und Xe) Edelgase werden gepumpt, indem sie von Titan umhüllt werden. Edelgasionen können von der Kathode neutralisiert und gestreut werden, ohne ihre Energie zu verlieren. Diese neutralen Atome behalten genug Energie, um sich an der Anode und den Pumpenwänden zu implantieren oder daran zu haften, wo sie von gesputtertem Titan umhüllt und somit dauerhaft gepumpt werden. In der Diodenkonfiguration ist die Wahrscheinlichkeit der Neutralisierung und Rückstreuung sehr gering, daher beträgt die Pumpgeschwindigkeit für Edelgase nur einen kleinen Prozentsatz der N2-Pumpgeschwindigkeit. Darüber hinaus werden beim Betrieb bei einem relativ hohen Argonpartialdruck (d. h. höher als 10-8 mbar) plötzliche Druckstöße aufgrund der Wiederemission von vorübergehend in die Kathode implantiertem Argon beobachtet. Danach kann eine Diodenpumpe kein weiteres Argon pumpen, bis ihre Quelle gestoppt wird. Dieses Phänomen ist als „Argoninstabilität“ bekannt. Im Noble Diode-Element wird eine Titankathode durch eine Tantalkathode ersetzt. Die hohe Kernmasse von Tantal erhöht die Rückstreuwahrscheinlichkeit und damit die Pumpgeschwindigkeit für Edelgase. Die besten Ergebnisse in Bezug auf die Pumpgeschwindigkeit von Edelgasen werden mit der für StarCell-Elemente typischen offenen Kathodenstruktur erzielt. In diesen Konfigurationen wurde die flache Kathodenstruktur durch eine Struktur ersetzt, die Streifkollisionen mit Ionen ermöglicht. Diese werden neutralisiert und dann mit einer viel höheren Wahrscheinlichkeit als im Fall der flachen Kathode vorwärts zur Pumpenwand oder zur Anode gestreut. Das Ergebnis ist eine Pumpgeschwindigkeit für Edelgase von bis zu 60 % von N2. Darüber hinaus ist die Lebensdauer einer StarCell-Pumpe aufgrund des einzigartigen Designs, das eine optimale Nutzung des gesamten verfügbaren Titans ermöglicht, etwa 50 % länger als bei allen anderen Pumpen. Methan Obwohl Methan kein Edelgas ist, reagiert es nicht mit Gettermaterialien. Es ist in UHV-Systemen immer in gewissem Maße als Reaktionsprodukt von Wasserstoff und Kohlenstoff in den Wänden des Vakuumsystems vorhanden. Methan ist ein besonderes Problem in Elektronenbeschleunigern, wo es die Hauptursache für den Strahlzerfall ist. Aufgrund der Penning-Entladung in Ionenpumpen wird das Methanmolekül (sowie andere Kohlenwasserstoffmoleküle) gespalten und in kleinere „getterte“ Verbindungen (C, CH3, ... H) umgewandelt. Das Ergebnis ist, dass die Pumpgeschwindigkeit für Methan und leichte Kohlenwasserstoffe immer höher ist als die Geschwindigkeit für N2. Informationen minimieren Agilent Varian Qualität Fertigungssauberkeit Um in jedem System sehr niedrige Drücke (d. h. 10–11 mbar) zu erreichen, muss die Ausgasung sowohl der Kammer als auch der Pumpe minimiert werden. Bei unzureichender Reinigung kann die Ionenpumpe selbst eine Gasquelle im UHV sein. Um die Sauberkeit zu gewährleisten, werden VacIon Plus-Pumpen im Werk bei hohen Temperaturen in ultrareinem Vakuum verarbeitet, um eine gründliche Entgasung des Gehäuses und aller inneren Komponenten zu erreichen. Die Sauberkeit des Ionenpumpenelements ist aufgrund des kontinuierlichen Kathodenbombardements noch wichtiger. Jegliches Gas, das auf der Oberfläche oder im Inneren der Kathode eingeschlossen ist, wird letztendlich freigesetzt. Weitere Informationen: Entgasung der Ionenpumpe Das Entgasungssystem der Ionenpumpe ist ein thermischer Prozess des Pumpengehäuses, der vollständig computergesteuert ist und einen automatischen Endtest der erreichten Pumpenspezifikationen durchführen kann. Das Ausheizen der Pumpe wird in einer stickstoffkontrollierten Atmosphäre durchgeführt, um das äußere Pumpengehäuse vor Oxidation zu schützen. Das System basiert auf dem Prinzip der thermischen Entgasung der inneren Oberflächen der Ionenpumpe durch Kontrolle ihrer intrinsischen Entgasung. Daher ist der Druck, nicht die Zeit, der treibende Faktor des Gesamtprozesses. Die Ausheizzeit hängt von der internen Reinigung der Pumpenkomponenten ab, und alle Pumpen haben auf diese Weise die gleiche endgültige Ausgasungsrate und den gleichen Basisdruck. Am Ende des thermischen Prozesses wird, sobald Raumtemperatur erreicht ist, eine RGA durchgeführt. Der Gasanalysator, der auf dem Vakuumsystem angebracht ist, liefert das Spektrum der verschiedenen von der Pumpe entgasten Gase. Wenn H2 und die anderen normalerweise in einem gut ausgeheizten Vakuumsystem vorhandenen Spitzen die zulässigen Werte überschreiten, wird die Pumpe erneut ausgeheizt. Andernfalls wird sie abgeklemmt und ihr Basisdruck überwacht. Der Basisdruck wird durch die Ionenstrommessung ausgewertet. Der Stromabfall wird computerüberwacht, und die Pumpe ist erst versandbereit, wenn der Basisstrom erreicht ist. Lange BetriebslebensdauerAlle VacIon Plus-Pumpen haben eine Nennlebensdauer von über vielen Tausend Stunden bei einem Druck von 1x10-6 mbar (50.000 Stunden für die Diodenpumpe und 80.000 Stunden für die StarCell). Bei vielen Ionenpumpen kann aufgrund von Metallisierung der Isolatoren oder Verformungen des Pumpelements eine Wartung deutlich vor Ablauf der Nennlebensdauer erforderlich sein. Alle VacIon Plus-Elemente sind so konzipiert, dass die Kathodenverzerrung (auch nach wiederholtem Ausheizen und Starten bei hohem Druck) minimiert wird. Die Isolatoren sind durch eine doppelte, einspringende Konstruktion und eine Kappenabschirmung vor gesputtertem Titan geschützt. Informationen minimieren