روش بازسازی عنصر پمپ یونی

ارسال شده در21 اکتبر 2012 توسط رندی

نکته فنی عنصر پمپ یونی - صفحات را برگردانید

پس از چند سال، جایگزینی عناصر پمپ یونی مورد استفاده در ابزار دقیق آنالیز سطحی مانند طیف‌سنج‌های فوتوالکترون پرتو ایکس (XPS)، اوگر (AES) و طیف‌سنج‌های جرمی یون ثانویه (SIMS) ضروری می‌شود. اما اگر نتوانید هزینه های جدید پمپ یونی را بپردازید، چه؟ بسته به اینکه چقدر صفحات فرسوده هستند، ممکن است به سادگی بتوانید صفحات را "برگردانید".

این روش برای عناصر پمپ DI (یون دیفرانسیل) که در اکثر آنالیزهای سطح PHI و سیستم های خلاء پرکین المر استفاده می شود، نوشته شده است. با این حال، می توان آن را برای سایر عناصر پمپ یونی مانند Varian که در بسیاری از سیستم های خلاء همه منظوره استفاده می شود، اعمال کرد.

عناصر پمپ یونی دارای سه جزء اصلی هستند: آهنربا، یک آند و دو کاتد. برای پمپ های DI، یک صفحه کاتدی از تانتالیوم و صفحه کاتدی دیگر از تیتانیوم ساخته شده است. استفاده از کاتدهای ساخته شده از این دو ماده، پایداری پمپاژ خوبی را برای گازهای بی اثر و فعال فراهم می کند. اندازه پمپ با تعداد عناصر استفاده شده تعیین می شود. به عنوان مثال یک پمپ یونی 120 لیتری پرکین المر دارای 4 عنصر و یک پمپ یونی 220 لیتری بر ثانیه دارای 8 عنصر است.

عنصر پمپ یونی

آهن‌رباها باعث می‌شوند که الکترون‌هایی که به عنوان بخشی از فرآیند یونیزاسیون ایجاد می‌شوند، در آند مارپیچی شوند. این به نوبه خود احتمال برخورد با یک مولکول گاز را افزایش می دهد. هنگامی که یک الکترون با یک مولکول گاز برخورد می کند، گاز یونیزه می شود و مولکول به یک کاتد شتاب می گیرد. با گذشت زمان، کاتدها پاشیده می شوند و سرامیک هایی که آند را جدا می کنند، پوشش داده شده و رسانا می شوند. همچنین، پوسته‌ها می‌توانند تشکیل و تجمع پیدا کنند، که می‌تواند باعث ایجاد قوس از آند به زمین شود. در نتیجه عملکرد عناصر پمپ به میزان زیادی کاهش می یابد و المان ها نیاز به جداسازی و بازرسی دارند.

معمولاً عناصر پمپ نیاز به تعویض دارند. با این حال، اگر صفحات تا انتها پاشیده نشوند، می توان به سادگی صفحات را "برگردانید"، آند را تمیز کرد و سرامیک های جدا کننده آند را جایگزین کرد. از نظر عملکردی، پمپ های یونی به عنوان نو خوب خواهند بود. آنها به اندازه عناصر جدید پمپ یونی دوام نمی آورند زیرا صفحات به ضخامت عناصر جدید نخواهند بود. با این حال، بسته به خلاء پایه، بار گاز و غیره، اغلب می توانید 2 تا 5 سال استفاده اضافی از عناصر دریافت کنید.

در تصویر زیر می توانید آند، کاتدها و سرامیک های جداسازی آند با پوشش شدید را مشاهده کنید. قبل از جداسازی عناصر، موقعیت زبانه آند را یادداشت کنید. یکی از عناصر معمولاً دارای زبانه در طرف مقابل از بقیه است. شما عناصر را دوباره جمع خواهید کرد تا برگه در همان مکان باشد.

عنصر پمپ یون پوشش داده شده

جداسازی و مونتاژ مجدد عناصر پمپ یونی

هنگام جداسازی و مونتاژ مجدد عناصر پمپ یونی، دستکش بپوشید و از ابزار تمیز استفاده کنید.

1. از یک پیچ گوشتی شکافدار و یک آچار انتهای باز 5/16 اینچی برای جدا کردن پیچ‌ها و مهره‌هایی که عناصر را کنار هم نگه می‌دارند، استفاده کنید. نکته: از ایزوپروپانول به عنوان روان کننده برای جلوگیری از گیر کردن آجیل استفاده کنید.
2. از یک پیچ گوشتی کوچک و یک انبردست برای خم کردن زبانه های محافظ سرامیکی به سمت بالا استفاده کنید.
3. برای جدا کردن سرامیک های جداکننده آند، هر محافظ سرامیکی را از براکت نگهدارنده خود خارج کنید.

نمودار زیر اجزایی را پس از جداسازی عناصر پمپ نشان می دهد: صفحه آند، صفحات کاتد و براکت های پشتیبانی

.

تصویر زیر کاتد را پس از پاشش نشان می دهد. نواحی پراکنده شبیه سوراخ پین هستند. در این مثال، کندوپاش فقط حدود ½ از طریق صفحه است، به این معنی که مواد زیادی باقی مانده است.

صفحه کاتد پمپ یون پراکنده

همانطور که در تصویر زیر نشان داده شده است، می بینیم که وقتی کاتد را بر می گردانیم، تا آخر پاشیده نمی شود. هیچ سوراخی در این طرف کاتد وجود ندارد. از آنجا که مرکز ناحیه پراکنده شده به احتمال زیاد در هنگام چرخاندن صفحه کاملاً در یک راستا قرار نمی گیرد، طول عمر پمپ افزایش می یابد.

کاتد پمپ یونی پراکنده نشده

تصویر زیر نمونه ای از صفحه ای است که در تمام طول پاشیده شده است. در این حالت، المان های پمپ یونی نیاز به تعویض دارند و بازسازی نمی شوند.

کاتد پمپ یون پراکنده

تصویر زیر یک سرامیک تمیز و یک سرامیک روکش دار را نشان می دهد. RBD Instruments سرامیک های جدید را ارائه می دهد. لطفاً از بخش مربوط به قطعات - خلاء در وب سایت ما در www.rbdinstruments.com دیدن کنید.

سرامیک پمپ یونی

هنگامی که عناصر را جدا کردید، روند بازسازی بسیار ساده است:

1. در حالی که دستکش می پوشید، از یک برس سیمی تمیز برای پاک کردن پوسته ها از صفحات، آند، براکت های نگهدارنده و سپرهای سرامیکی استفاده کنید. توجه داشته باشید که لازم نیست تمام رسوبات و تغییر رنگ روی قطعات را پاک کنید. فقط مطمئن شوید که هر چیزی که باقی می ماند به راحتی جدا نمی شود. نکته مهم این است که بخش فعال صفحات در حال حاضر تازه است، سرامیک ها نو هستند و هیچ تکه شلی که می تواند باعث شورت شدن شود وجود ندارد.
2. سرامیک های جدید نصب کنید. نکته از یک انبردست قفل کانال برای چین دادن زبانه های محافظ های سرامیکی که سرامیک ها را در جای خود نگه می دارند، استفاده کنید.
3. صفحات را بچرخانید تا قسمت تازه آن رو به آند باشد. از آنجایی که صفحه تانتالیوم از صفحه تیتانیوم نازکتر است، اکثر عناصر دارای یک صفحه فولادی نازک در سمت تانتالیوم کاتد هستند. صفحه تانتالیوم به طور قابل توجهی سنگین تر از ورق فولادی خواهد بود.
   مطمئن شوید که سمت تانتالیوم تمیز را به سمت آند قرار داده اید. تصویر زیر عنصر کثیف را پس از چرخاندن و سرهم کردن صفحات نشان می دهد. ممکن است زیبا به نظر نرسد، اما مانند یک عنصر جدید کار خواهد کرد.

عنصر پمپ یونی بازسازی شده با صفحات برگردانده شده

همانطور که در تصویر بالا نشان داده شده است، صفحات و براکت های نگهدارنده را جمع کنید. هنگام سفت کردن پیچ ها و مهره ها، مطمئن شوید که براکت های نگهدارنده آند را محکم نگه داشته اند.

نصب مجدد عناصر در چاه پمپ

1. قبل از نصب المان های پمپ یونی بازسازی شده یا جدید خود، از یک برس سیمی و یک جاروبرقی استفاده کنید تا پمپ را به خوبی تمیز کنید و تمام ورقه های داخل پمپ را جدا کنید. همچنین می توانید داخل پمپ را با دستمال مرطوب کیم یا پارچه بدون پرز و مقداری ایزوپروپانول به خوبی پاک کنید. شما می‌خواهید که چاه پمپ تا حد امکان تمیز باشد، زیرا هر تکه‌ای باقیمانده می‌تواند باعث اتصال کوتاه در عناصر شود، که مستلزم جداسازی مجدد پمپ یونی است.
2. در صورت امکان، محفظه خلاء خود را به مدت 4 ساعت در پمپ توربو بپزید.
3. قبل از اینکه بخواهید پمپ های یونی را راه اندازی کنید، بگذارید پمپ یون خنک شود. حذف هر چه بیشتر بخار آب باعث می شود پمپ های یونی بسیار راحت تر شروع به کار کنند.
4. پمپ یون را راه اندازی کنید.
5. محفظه را تا زمانی پمپ کنید که در محدوده Torr پایین 10-7 یا پایین 10-8 قرار بگیرید.
6. در حالی که پمپ های یون روشن هستند، محفظه را دوباره برای 8 تا 24 ساعت دیگر بپزید.

اگر به اطلاعات بیشتری در مورد این روش نیاز دارید یا مایل به سفارش سرامیک یا عناصر پمپ یونی جدید هستید، لطفا با ما تماس بگیرید .

در اینجا چند تصویر وجود دارد که نشان می دهد یک پمپ یونی در حال پایین آمدن است:

انداختن پمپ به خوبی

https://www.rbdinstruments.com/blog/ion-pump-element-rebuild-procedure/