消氣離子泵基本信息

消氣離子泵是靜電消氣，是離子泵的一種。假說(shuō)是解釋質(zhì)膜上主動(dòng)運(yùn)輸機(jī)制的例子之一。它認(rèn)為,某些離子的運(yùn)輸之所以能逆濃度梯度的方向進(jìn)行,是由于依靠了鑲嵌在質(zhì)膜脂質(zhì)雙分子層上的一種內(nèi)在蛋白的分子構(gòu)象變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的.即可看作一類特殊的載體蛋白,能驅(qū)使特定的離子逆電化學(xué)梯度穿過(guò)質(zhì)膜的過(guò)程,同時(shí)消耗ATP形成的能源，屬于主動(dòng)運(yùn)輸。

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是膜運(yùn)輸?shù)鞍字弧Ｒ部醋饕活愄厥獾妮d體蛋白，能驅(qū)使特定的離子逆電化學(xué)梯度穿過(guò)質(zhì)膜，同時(shí)消耗ATP形成的能源，屬于主動(dòng)運(yùn)輸。離子泵本質(zhì)是受外能驅(qū)動(dòng)的可逆性ATP酶。外能可以是電化學(xué)梯度能、光能等。被活化的離子泵水解ATP，與水解產(chǎn)物磷酸根結(jié)合后自身發(fā)生變構(gòu)，從而將離子由低濃度轉(zhuǎn)運(yùn)到高濃度處，這樣ATP的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成離子的電化學(xué)梯度能。目前已知的離子泵有多種，每種離子泵只轉(zhuǎn)運(yùn)專一的離子。細(xì)胞內(nèi)離子泵主要有鈉鉀泵、鈣泵和質(zhì)子泵。 2100433B

濺射離子泵（SIP）具有工作范圍寬、極限壓強(qiáng)低、易于控制、無(wú)油、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為一種廣泛應(yīng)用的清潔超高真空獲得設(shè)備。由于使用條件限制，有些真空器件僅靠濺射離子泵作為抽氣設(shè)備難以達(dá)到要求，作者研制了一種微型復(fù)合濺射離子泵。復(fù)合濺射離子泵的概念早在1959年就有過(guò)報(bào)道。但最初的復(fù)合泵結(jié)構(gòu)是在濺射離子泵的基礎(chǔ)上加入了金屬鈦的熱蒸發(fā)。隨著非蒸散型吸氣劑（NEG）的出現(xiàn)和發(fā)展，一些SIP生產(chǎn)廠家出現(xiàn)了將NEG組件添加到濺射離子泵體內(nèi)構(gòu)成的復(fù)合濺射離子泵產(chǎn)品，多為大抽速的濺射離子泵改裝而成。

微型濺射離子泵通常應(yīng)用在小型密閉真空器件中，器件內(nèi)部一直處于真空狀態(tài)，加入吸氣劑構(gòu)成的復(fù)合泵可以在不給系統(tǒng)帶來(lái)負(fù)面影響的情況下提高微型濺射離子泵的抽氣性能。由于非蒸散型吸氣劑在暴露大氣后需要重新激活才能使用，其性能隨暴露大氣次數(shù)增多急劇下降，所以對(duì)于那些可能經(jīng)常暴露大氣的系統(tǒng)不宜使用加入NEG的復(fù)合濺射離子泵。

吸氣劑離子泵微型濺射離子泵

泵體材料的選擇：微型濺射離子泵結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，一般只采用單個(gè)陽(yáng)極筒或幾個(gè)陽(yáng)極筒并列的結(jié)構(gòu)。由于微型泵的抽速相對(duì)比較小，泵體材料自身的出氣將影響泵的抽速和極限壓強(qiáng)的大小。泵體材料除了滿足一般超高真空應(yīng)用要求以外，還有硬度高、強(qiáng)度大、無(wú)磁等要求。應(yīng)用最多的泵殼材料是304L不銹鋼。304L不銹鋼出氣速率很小，經(jīng)過(guò)去脂燒氫烘烤等各種真空預(yù)處理后的出氣速率只有6.7×10^-10 Pa·L/s·cm²。但由于陰極鈦板不能直接焊接到不銹鋼上，采用不銹鋼作為泵殼材料需要在不銹鋼表面鍍鎳。鎳膜磁導(dǎo)率大，鍍鎳后會(huì)較明顯地影響陽(yáng)極筒內(nèi)的磁場(chǎng)分布。對(duì)某磁鋼結(jié)構(gòu)，如果在泵殼側(cè)壁上鍍一層30μm厚的鎳膜，所得磁場(chǎng)的中心磁場(chǎng)強(qiáng)度下降超過(guò)2×10^-2T。而無(wú)磁蒙奈爾則可以直接和鈦板焊在一起，不需要鍍鎳?；谝陨峡紤]，可選擇真空熔煉的無(wú)磁蒙奈爾作為微型濺射離子泵的泵殼材料。真空熔煉的無(wú)磁蒙奈爾出氣速率和不銹鋼相當(dāng)，甚至優(yōu)于不銹鋼。缺點(diǎn)是無(wú)磁蒙奈爾的價(jià)格相對(duì)不銹鋼來(lái)說(shuō)要高很多。

吸氣劑離子泵非蒸散型吸氣劑

1、NEG的固定及激活方式

對(duì)于大型復(fù)合濺射離子泵可直接在泵腔內(nèi)固定大吸氣量的吸氣劑組件，以大幅度提高復(fù)合泵的抽速。微型濺射離子泵內(nèi)部空間非常狹小，泵內(nèi)可以利用的空間只有陽(yáng)極筒和泵殼之間的縫隙。采用SAES公司生產(chǎn)的ST系列的吸氣劑顆粒，將其固定在陽(yáng)極筒側(cè)壁上。這種固定方式不影響陽(yáng)極筒和泵殼之間的絕緣。

文獻(xiàn)中在濺射離子泵連接管上再開(kāi)一個(gè)法蘭孔引出電極，通電給吸氣劑組件進(jìn)行激活。而本文所述微型濺射離子泵上再引出電極引線將增大泵的體積，是不現(xiàn)實(shí)的。只能通過(guò)直接加熱的方式來(lái)激活吸氣劑。由于永磁體在高溫下會(huì)發(fā)生不可逆退磁，所以烘烤泵殼時(shí)應(yīng)將磁鋼卸下。商用的大型濺射離子泵磁鋼笨重且磁能很大，拆裝既不安全也很不方便。本文所研制的微型泵的磁鋼和泵體相互獨(dú)立，拆裝簡(jiǎn)單，這給吸氣劑直接烘烤激活帶來(lái)了方便。

2、ST172性能測(cè)試

SAES公司推薦的ST172的激活條件是400℃ ，30min激活，實(shí)驗(yàn)中依次進(jìn)行了200、250、300和350℃30min的激活。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，200℃激活時(shí)吸氣劑已有明顯的吸氣性能，而且性能隨著激活溫度的升高不斷升高。在350 ℃激活時(shí)其性能比200 ℃、250℃、300℃要好很多，接近SAES公司推薦的激活條件達(dá)到的性能。在實(shí)際應(yīng)用中，可以選擇350℃或稍低的溫度，長(zhǎng)時(shí)間烘烤泵體以達(dá)到較好的激活效果。微型復(fù)合濺射離子泵主要應(yīng)用于密閉的小型真空器件中，它可以在不啟動(dòng)微型濺射離子泵的情況下長(zhǎng)期維持真空器件內(nèi)部的真空度，所以吸氣劑不僅要有一定的抽速，還需要有足夠大的吸氣量以吸附器件在長(zhǎng)時(shí)間存放時(shí)所釋放的氣體。

3、吸氣劑掉粉問(wèn)題的處理

非蒸散型吸氣劑一般是通過(guò)金屬合金球磨制粉后壓制燒結(jié)而成的，所以在使用過(guò)程中吸氣劑可能出現(xiàn)掉粉情況。微型濺射離子泵內(nèi)部空間狹小，吸氣劑散落顆?？赡軙?huì)導(dǎo)致導(dǎo)管堵塞或絕緣性能下降，從而影響器件的正常工作。為減小吸氣劑掉粉可能帶來(lái)的影響，除從吸氣劑配方和制造工藝上進(jìn)行改進(jìn)外，可利用高目數(shù)的不銹鋼網(wǎng)篩將吸氣劑包住，再焊接到陽(yáng)極筒外側(cè)，這樣就可以保證不掉粉或者所掉顆粒極小，不影響器件正常工作。

研制的新型微型復(fù)合濺射離子泵，綜合了濺射離子泵和非蒸散型吸氣劑的各自優(yōu)點(diǎn)，具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、漏磁少等特點(diǎn)。

離子泵是膜運(yùn)輸?shù)鞍字?。也看作一類特殊的載體蛋白，能驅(qū)使特定的離子逆電化學(xué)梯度穿過(guò)質(zhì)膜，同時(shí)消耗ATP形成的能源，屬于主動(dòng)運(yùn)輸。離子泵本質(zhì)是受外能驅(qū)動(dòng)的可逆性ATP酶。外能可以是電化學(xué)梯度能、光能等。被活化的離子泵水解ATP，與水解產(chǎn)物磷酸根結(jié)合后自身發(fā)生變構(gòu)，從而將離子由低濃度轉(zhuǎn)運(yùn)到高濃度處，這樣ATP的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成離子的電化學(xué)梯度能。目前已知的離子泵有多種，每種離子泵只轉(zhuǎn)運(yùn)專一的離子。細(xì)胞內(nèi)離子泵主要有鈉鉀泵、鈣泵和質(zhì)子泵。

離子泵蛋白 - 離子泵（ion pump）假說(shuō)

離子泵假說(shuō)是解釋質(zhì)膜上主動(dòng)運(yùn)輸機(jī)制的例子之一.它認(rèn)為,某些離子的運(yùn)輸之所以能逆濃度梯度的方向進(jìn)行,是由于依靠了鑲嵌在質(zhì)膜脂質(zhì)雙分子層上的一種內(nèi)在蛋白的分子構(gòu)象變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的.即可看作一類特殊的載體蛋白,能驅(qū)使特定的離子逆電化學(xué)梯度穿過(guò)質(zhì)膜的過(guò)程,同時(shí)消耗ATP形成的能源,屬于主動(dòng)運(yùn)輸.