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真空系統的氣體分析與分壓側量及應用范圍

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，容器內部的氣體組分和容器內部的表面狀態(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(guò)程時(shí)，除了需要了解容器內部的表面狀態(tài)外，還必須知道容器內的氣體組分和相應的分壓力。
超高真空系統的全壓力側童除了最早采用的B-A型超高真空規外，又發(fā)展了許多極高真空規，如冷陰極磁控規、抑制規和彎注規等。但對許多研究工作來(lái)說(shuō)，僅靠全壓力數據是不夠的。例如真空系統中的吸附、凝結、脫附過(guò)程等，它涉及到容器表面和系統內部物質(zhì)和殘余氣體分子的相互作用。這時(shí)獲得系統內氣體組分和分壓力的數據比全壓力數據更能說(shuō)明問(wèn)題。
真空條件下的氣體分析和分壓力測量通常是由動(dòng)態(tài)質(zhì)譜計完成的。
第一個(gè)動(dòng)態(tài)質(zhì)譜計—射頻速度過(guò)濾器是于1926年提出的。其它的動(dòng)態(tài)質(zhì)譜計如射頻質(zhì)譜計、回旋質(zhì)譜計、飛行時(shí)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(shí)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)譜計出現不久就被作為專(zhuān)用的真空質(zhì)譜計了。
真空分析質(zhì)譜計按其能否進(jìn)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(mǎn)足一定的定量分析精度要求的真空分析器。
應用范圍：
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內的殘余氣體。而對表面研究來(lái)說(shuō)，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(chǎng)致發(fā)射顯微鏡等儀器聯(lián)合使用，用來(lái)研究低壓力下的真空物理過(guò)程。通常在10-9Pa以至更低的壓力下進(jìn)行分壓力側量。由于采用的真空系統多數為無(wú)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(zhuān)用器件（如電子顯微鏡、X射線(xiàn)管、陰極射線(xiàn)管和大型超高頻電真空器件)的殘氣分析在這一類(lèi)應用中，不像表面物理研究那樣，需要檢側那么低的分壓力，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(shí)，用真空分析器控制其工藝過(guò)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。

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