目前,,真空獲得技術(shù)已由超高真空發(fā)展到10-10Pa-10-11Pa的極高真空階段,。在超高真空和極高真空下,容器內(nèi)部的氣體組分和容器內(nèi)部的表面狀態(tài)關(guān)系十分密切,。在研究這種條件下的真空物理和真空化學(xué)過程時,,除了需要了解容器內(nèi)部的表面狀態(tài)外,還必須知道容器內(nèi)的氣體組分和相應(yīng)的分壓力,。
超高真空系統(tǒng)的全壓力側(cè)童除了最早采用的B-A型超高真空規(guī)外,,又發(fā)展了許多極高真空規(guī),如冷陰極磁控規(guī),、抑制規(guī)和彎注規(guī)等,。但對許多研究工作來說,僅靠全壓力數(shù)據(jù)是不夠的,。例如真空系統(tǒng)中的吸附,、凝結(jié)、脫附過程等,,它涉及到容器表面和系統(tǒng)內(nèi)部物質(zhì)和殘余氣體分子的相互作用,。這時獲得系統(tǒng)內(nèi)氣體組分和分壓力的數(shù)據(jù)比全壓力數(shù)據(jù)更能說明問題。
真空條件下的氣體分析和分壓力測量通常是由動態(tài)質(zhì)譜計完成的,。
第一個動態(tài)質(zhì)譜計—射頻速度過濾器是于1926年提出的,。其它的動態(tài)質(zhì)譜計如射頻質(zhì)譜計、回旋質(zhì)譜計,、飛行時間質(zhì)譜計和四極質(zhì)譜計都是于20世紀40年代末到50年代初提出的,。早期的儀器主要用于同位素測量、帶電粒子的質(zhì)荷比測量,。但當時正值真空技術(shù)處于向超高真空發(fā)展的重要階段,,因此這些質(zhì)譜計出現(xiàn)不久就被作為專用的真空質(zhì)譜計了。
真空分析質(zhì)譜計按其能否進行定量分析,,可分為殘氣分析器和分壓力計,。所謂分壓力計是指能滿足一定的定量分析精度要求的真空分析器。
應(yīng)用范圍:
1.真空和衰面物理研究
對于通常的真空研究,,真空分析質(zhì)譜計的主要用途是分析真空系統(tǒng)內(nèi)的殘余氣體,。而對表面研究來說,目前已逐步將真空質(zhì)譜計和低能電子衍射儀,、俄歇電子譜儀,、二次離子質(zhì)譜計、化學(xué)分析電子譜儀和場致發(fā)射顯微鏡等儀器聯(lián)合使用,用來研究低壓力下的真空物理過程,。通常在10-9Pa以至更低的壓力下進行分壓力側(cè)量,。由于采用的真空系統(tǒng)多數(shù)為無油或少油的真空泵,所以一般并不要求質(zhì)譜計有很寬的質(zhì)量范圍,。
2.專用器件(如電子顯微鏡,、X射線管、陰極射線管和大型超高頻電真空器件)的殘氣分析在這一類應(yīng)用中,,不像表面物理研究那樣,,需要檢側(cè)那么低的分壓力,而希望儀器具有較寬的工作質(zhì)量范圍,,至少具有能檢測真空泵油的裂解物的能力,。
3.薄膜工藝
制備薄膜時,用真空分析器控制其工藝過程是必要的,。在燕發(fā)工藝中,,主要是減少殘氣氣氛以防止氧化;在濺射工藝中則重視所充氣體純度,如控制氫和氧的雜質(zhì)含量,。 |