Ionpumpák

Ionpumpák olyan vákuumpumpák, amelyeket elsősorban ultra-nagy vákuum (UHV) rendszerekben használnak a gázelemek eltávolítására és a vákuum fenntartására hosszú időn keresztül. Gyakorlati előnyük, hogy olajmentesek, nincsenek mozgó alkatrészeik, és hosszú üzemideig stabilan működnek. Gyakran kombinálják más vákuumpumpákkal a teljes rendszer teljesítményének optimalizálása érdekében.

Működési elv: Az ionpumpa egy magas feszültségű elektronforrást alkalmaz, amely elektronokat bocsát ki és ezzel ionizálja a gázelemeket a belső térben. Az ionok a katód felé gyorsítódnak, ahol a becsapódásuk szputtereléses depozíció vagy gettering hatás révén a katód felületén megkötődnek. A felszínre kerülő rétegek (általában titánium-alapú filmes bevonatok) kötik a gázokat, így azok kiválnak a rendszerből. Többnyire a hidrogént, a szén-monoxidot és a széndiokszidot hatékonyabban, míg a nemesgázokat kevésbé hatékonyan pumpálják.

Típusok: A legismertebb típusa a sip (sputter ion pump), amely többszörös anód- és katódaelemet tartalmazó tömbökben végzi a ionizációt és a getteringet. Léteznek diode ionpumpák is, amelyek egyszerűbb felépítésűek. Gyakran Ti-gettering rétegeket használnak, amelyek a gázelemek megkötését szolgálják. A Ti-getteringpumpa különbözik a klasszikus szputterionpumpától abban, hogy a gettering filmmel közvetlenül köti meg a gázt.

Alkalmazások és korlátok: Ionpumpákat használják űrkutatási és részecskefizikai kutatásokhoz, electron microscopes, míg a félvezető- és anyagvizsgáló berendezések UHV környezetét igénylik. Előnyük a hosszú üzemidő és az olajmentesség, hátrányuk pedig, hogy nem minden gáztípust pumpálnak egyenlően hatékonyan (különösen a nemesgázokat korlátozottan), valamint energia- és felületi felújítást igényelhetnek időszakosan a hatékonyság fenntartása érdekében.