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Einfluss von gasreaktionen in vakuumsystemen auf die zusammensetzung des restgases
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Abstracts of Communications
L'absertce des parois, l'extr~me raret6 des chocs multiples, le nombre restreint de chocs simples dans certaines atmospheres cosmiques (y compris la haute atmosphere terrestre) permettent de mieux d6gager les aspects des processus physico-chimiques primaires qui peuvent y avoir lieu ; il est, en particulier, possible de se rendre mieux compte du role jou6 dans ces processus par les radocaux libres (ou par des ions), dont la dur6e de vie pression suffisamment basse est pratiquement illimit6e. La nature des processus, dont l'6tude peut 6tre facilit6e par des observations aeronomiques ou astrophysiques, est illustr6e par deux exemples caract6ristiques : la haute atmosphere terrestre et les atmospheres des com6tes. 21.1. Das Omegatron als Partialdruckmesser : A. KLOPFER. Allgemeine Deutsche Philips lndustrie, Aachen, Deutschland. Es wird ein Omegratron aus EdelmetalMektroden beschrieben, bei dem es durch Anlegen eines geeigneten elektrostatischen Feldes und bei Verwendung einer zweckmfissigen Kathode gelingt, Partialdrucke yon Gasen und Dfimpfen im Druckbereich unter 10-~ mm Hg mit einer Genauigkeit yon 10% zu messen. Die Empfindlichkeit der R6hre bleibt auch bei l~ingerem Einwirken von unedlen Gasen und Dampfen, wie H~O, CO2 und CH4 zeitlich konstant und ist unabh~ingig yon dem jeweiligen Exemplar, solange die geometrischen Abmessungen eingehalten werden. Ein Vergleich der aus der Literatur bekannten Ionisierungswahrscheinlichkeiten mit denen aus den Eichkurven des Omegatrons bereehneten Werten zeigt, dass praktisch alle vom Elektronenstrahl gebildeten Resonanzionen am Fonenkollektor aufgefangen werden. Die daftir notwendige Einstellung der Betriebsdaten ist im allgemeinen unabh~ingig yon der Masse. Die Einfltisse der Betriebsdaten auf den Fonenstrom werden mitgeteilt. 21.2. Einfluss von Gasreaktionen in Vakuumsystemen auf die Zusammensetzung des Restgases : E. BARONETZKY und A. KLOPFER. Allgemeine Deutsche Philips Industrie, Aachen, Deutschland. Restgase in Vakuumsystemen k~Annen sowohl durch gegenseitigen Umsatz als auch durch Reaktion mit vorhandenen Bauteilen oder auch zuf~tlligen Verunreinigungen ihre Zusammensetzung ~indern. Diese wird gerade von tier iiblichen Messmethode oft stark beeinflusst. Daher ist bei der Beurteilung solcher Messergebnisse Vorsicht geboten. An Hand yon einigen Beispielen wird gezeigt, wie sich Einfltisse yon Druck und Temperatur geltend machen. Messungen fiber die Kinetik des Methanzerfalls an verschiedenen Kathoden werden wiedergegeben. 21.3. Restgasanalysen mit dem Omegraton : S. GARBE. Allgemeine Deutsche Philips Industrie, Aachen, Deutschland. Der Vorteil des Omegatrons gegentiber anderen Massenspektrometern liegt in der M6glichkeit, in einem relativ kleinen, yon der Pumpe abgeschlossenen Volumen bei sehr niedrigen Drucken Gasanalysen durchftihren zu k6nnen. Der Aufbau einer H6chstvakuumapparatur aus Glas mit Metallh~ihnen fiir Gasabgabemessungen und Partialdruckanalysen wird beschrieben. Ftir permanente Gase k6nnen Gasabgabegeschwindigkeiten von einigen 10-~° Torr L/Min gemessen werden. Die Schwierigkeit, geringe Mengen stark adsorbierender Gase zu ermitteln, wird am Beispiel des Wassers erliiutert. Wegen chemischer Reaktionen an heissen Oberfl~ichen ist die Art der im Omegatron und auch in Ionisationsmanometern verwendeten Kathoden yon ausschlaggebender Bedeutung auf das Analysenergebnis. Als Beispiel einer Restgasanalyse wird gezeigt, wie sich das Restgas tiber dem Bariumgetterspiegel einer Vakuumr6hre mit L-Kathode im Betrieb ~indert. 21.4. Pressure Measurements at Ultra-high Vacuum (10 -8 to 10 14 mm Hg) : P. A. REDHEAD. National Research Council, Ottawa, Canada. The techniques of pressure measurement in the range 10-8 to 10 14 mm Hg will be discussed. The construction and operating characteristics of a cold-cathode magnetron gauge will be
described which can measure pressures in the range 10 ~ to 5.10 -14 mm Hg, This gauge has a linear relation between ion current and pressure and a sensitivity of 10 A / m m Hg (fifty times the sensitivity of a Bayard-Alpert gauge). Pressures of 5.10-14mrn Hg have been obtained in glass systems by the use of a liquid helium cold trap. 21.5. Measurement of Ultra-high Vacua : J. SCHUTTEN. Laborortorium voor Massaspectrografie, Amsterdam, Holland. A review is given on the circuitry of methods to measure the pressure in high and ultra-high vacuum systems. One electronic circuit is dealt with in detail. In an Alpert type of hot-cathode ionization gauge, the quotient of ion current over emission current is proportional to the pressure below 10 3 mm Hg. By measuring this quotient, the need for an emission stabilizer is eliminated, and no switching of high ohmic resistors is required in the normal range of 10_4 to 10-1° m m H g . 22.1. Erfahrungen mit Titan-Ionenpumpen : A. KLOPFER und W. ERMmCH. Allgemeine Deutsche Philips Industrie, Aachen, Deutschland. An Hand yon Gasanalysen mit dem Omegatron wurde die Eignung der Titan-Ionenpumpen als H6chstvakuumpumpe untersucht. Zur Erreichung sehr niedriger Drucke erwires es sich dabei als notwendig, das gleiche Prinzip der Entgasungstechnik zu benutzen, wie es ftir lonen- und Hg-Diffusionspumpen erforderlich ist. Einfltisse, die den erreichbaren Enddruck und die Auspumpzeit bestimmen, werden mitgeteilt. 22.2. A Barium Getter-Ion P u m p : S. SmATA, Japan Vacuum Engineering Co., Ltd., Tokyo, J a p a n ; C. HAYASHI, Japan Vacuum Engineering Co., Ltd., Tokyo, Japan ; H. KUMAGAI, Professor, Tokyo University, Tokyo, Japan. A new type of getter-ion pump, using barium as a getter material, is developed. This pump consists of a main getter chamber (14 in. in diameter and 40 in. long) in which a barium evaporation source and gas-exciting electrodes are mounted, and a vacuum-distillation chamber in which barium is outgassed and distilled. Barium is vacuum-distilled in the distillation chamber, flows through a thin tube into the crucible in the main chamber and ~vaporates at a rate of 5-10/~g/min. The vacuum obtained is 1 × 10-4 ~Hg or better. The pumping speed for pure oxygen is about 5000 1/see or larger. Its characteristics for various gases are also discussed. 22.3. Characteristics of Titanium Evapor-Ion Pump : H. KUMAGAI, Professor, Tokyo University ; C. HAYASHL Japan Vacuum Engineering Co., Ltd., Tokyo ; Y. ISHmE, Scientific Research Institute of J a p a n ; N. DOGI, Tokyo University; G. TOIViONAGA, Assis. Prof., Tokyo University; H. SmATA, Japan Vacuum Engineering Co., L t d ; K. KANEKO, Tokyo University ; A. KATAYAMA, Scientific Research Institute of Japan ; K. SmNMA, Scientific Research Institute of Japan. This paper describes some improvements on the design of the titanium evapor-ion pump originally designed by Prof. Herb. This also describes some experimental results obtained by the pump, which show the characteristics of the reaction of titanium on the gas in the pump. A slight change in the pump design brought a more stable operation of the p u m p - - a few hundred hours without repair. Titanium easily reacts on oxygen and hydrogen without excitation. Water vapor and perhaps also nitrogen are more efficiently sorbed by titanium with the aid of excitation or dissociation caused by energized electron current in the space. 22.4. Pompe Getter b. Pi~ge A Tr~s Basse Temp6rature : P. PRUGNE et P. GARIN. C.E.N. Saclay, France. Pr6sentation d'une pompe /t 6vaporation de getter 6quip6e d'un pi~ge 5. tr~s basse temp6rature. Une s6rie de courbes de vitesses de pompagne pour diff~rents g a z e t pour l'air est donn~e. Une application de cette pompe est d~crite.
Abstracts of Communications
L'absertce des parois, l'extr~me raret6 des chocs multiples, le nombre restreint de chocs simples dans certaines atmospheres cosmiques (y compris la haute atmosphere terrestre) permettent de mieux d6gager les aspects des processus physico-chimiques primaires qui peuvent y avoir lieu ; il est, en particulier, possible de se rendre mieux compte du role jou6 dans ces processus par les radocaux libres (ou par des ions), dont la dur6e de vie pression suffisamment basse est pratiquement illimit6e. La nature des processus, dont l'6tude peut 6tre facilit6e par des observations aeronomiques ou astrophysiques, est illustr6e par deux exemples caract6ristiques : la haute atmosphere terrestre et les atmospheres des com6tes. 21.1. Das Omegatron als Partialdruckmesser : A. KLOPFER. Allgemeine Deutsche Philips lndustrie, Aachen, Deutschland. Es wird ein Omegratron aus EdelmetalMektroden beschrieben, bei dem es durch Anlegen eines geeigneten elektrostatischen Feldes und bei Verwendung einer zweckmfissigen Kathode gelingt, Partialdrucke yon Gasen und Dfimpfen im Druckbereich unter 10-~ mm Hg mit einer Genauigkeit yon 10% zu messen. Die Empfindlichkeit der R6hre bleibt auch bei l~ingerem Einwirken von unedlen Gasen und Dampfen, wie H~O, CO2 und CH4 zeitlich konstant und ist unabh~ingig yon dem jeweiligen Exemplar, solange die geometrischen Abmessungen eingehalten werden. Ein Vergleich der aus der Literatur bekannten Ionisierungswahrscheinlichkeiten mit denen aus den Eichkurven des Omegatrons bereehneten Werten zeigt, dass praktisch alle vom Elektronenstrahl gebildeten Resonanzionen am Fonenkollektor aufgefangen werden. Die daftir notwendige Einstellung der Betriebsdaten ist im allgemeinen unabh~ingig yon der Masse. Die Einfltisse der Betriebsdaten auf den Fonenstrom werden mitgeteilt. 21.2. Einfluss von Gasreaktionen in Vakuumsystemen auf die Zusammensetzung des Restgases : E. BARONETZKY und A. KLOPFER. Allgemeine Deutsche Philips Industrie, Aachen, Deutschland. Restgase in Vakuumsystemen k~Annen sowohl durch gegenseitigen Umsatz als auch durch Reaktion mit vorhandenen Bauteilen oder auch zuf~tlligen Verunreinigungen ihre Zusammensetzung ~indern. Diese wird gerade von tier iiblichen Messmethode oft stark beeinflusst. Daher ist bei der Beurteilung solcher Messergebnisse Vorsicht geboten. An Hand yon einigen Beispielen wird gezeigt, wie sich Einfltisse yon Druck und Temperatur geltend machen. Messungen fiber die Kinetik des Methanzerfalls an verschiedenen Kathoden werden wiedergegeben. 21.3. Restgasanalysen mit dem Omegraton : S. GARBE. Allgemeine Deutsche Philips Industrie, Aachen, Deutschland. Der Vorteil des Omegatrons gegentiber anderen Massenspektrometern liegt in der M6glichkeit, in einem relativ kleinen, yon der Pumpe abgeschlossenen Volumen bei sehr niedrigen Drucken Gasanalysen durchftihren zu k6nnen. Der Aufbau einer H6chstvakuumapparatur aus Glas mit Metallh~ihnen fiir Gasabgabemessungen und Partialdruckanalysen wird beschrieben. Ftir permanente Gase k6nnen Gasabgabegeschwindigkeiten von einigen 10-~° Torr L/Min gemessen werden. Die Schwierigkeit, geringe Mengen stark adsorbierender Gase zu ermitteln, wird am Beispiel des Wassers erliiutert. Wegen chemischer Reaktionen an heissen Oberfl~ichen ist die Art der im Omegatron und auch in Ionisationsmanometern verwendeten Kathoden yon ausschlaggebender Bedeutung auf das Analysenergebnis. Als Beispiel einer Restgasanalyse wird gezeigt, wie sich das Restgas tiber dem Bariumgetterspiegel einer Vakuumr6hre mit L-Kathode im Betrieb ~indert. 21.4. Pressure Measurements at Ultra-high Vacuum (10 -8 to 10 14 mm Hg) : P. A. REDHEAD. National Research Council, Ottawa, Canada. The techniques of pressure measurement in the range 10-8 to 10 14 mm Hg will be discussed. The construction and operating characteristics of a cold-cathode magnetron gauge will be
described which can measure pressures in the range 10 ~ to 5.10 -14 mm Hg, This gauge has a linear relation between ion current and pressure and a sensitivity of 10 A / m m Hg (fifty times the sensitivity of a Bayard-Alpert gauge). Pressures of 5.10-14mrn Hg have been obtained in glass systems by the use of a liquid helium cold trap. 21.5. Measurement of Ultra-high Vacua : J. SCHUTTEN. Laborortorium voor Massaspectrografie, Amsterdam, Holland. A review is given on the circuitry of methods to measure the pressure in high and ultra-high vacuum systems. One electronic circuit is dealt with in detail. In an Alpert type of hot-cathode ionization gauge, the quotient of ion current over emission current is proportional to the pressure below 10 3 mm Hg. By measuring this quotient, the need for an emission stabilizer is eliminated, and no switching of high ohmic resistors is required in the normal range of 10_4 to 10-1° m m H g . 22.1. Erfahrungen mit Titan-Ionenpumpen : A. KLOPFER und W. ERMmCH. Allgemeine Deutsche Philips Industrie, Aachen, Deutschland. An Hand yon Gasanalysen mit dem Omegatron wurde die Eignung der Titan-Ionenpumpen als H6chstvakuumpumpe untersucht. Zur Erreichung sehr niedriger Drucke erwires es sich dabei als notwendig, das gleiche Prinzip der Entgasungstechnik zu benutzen, wie es ftir lonen- und Hg-Diffusionspumpen erforderlich ist. Einfltisse, die den erreichbaren Enddruck und die Auspumpzeit bestimmen, werden mitgeteilt. 22.2. A Barium Getter-Ion P u m p : S. SmATA, Japan Vacuum Engineering Co., Ltd., Tokyo, J a p a n ; C. HAYASHI, Japan Vacuum Engineering Co., Ltd., Tokyo, Japan ; H. KUMAGAI, Professor, Tokyo University, Tokyo, Japan. A new type of getter-ion pump, using barium as a getter material, is developed. This pump consists of a main getter chamber (14 in. in diameter and 40 in. long) in which a barium evaporation source and gas-exciting electrodes are mounted, and a vacuum-distillation chamber in which barium is outgassed and distilled. Barium is vacuum-distilled in the distillation chamber, flows through a thin tube into the crucible in the main chamber and ~vaporates at a rate of 5-10/~g/min. The vacuum obtained is 1 × 10-4 ~Hg or better. The pumping speed for pure oxygen is about 5000 1/see or larger. Its characteristics for various gases are also discussed. 22.3. Characteristics of Titanium Evapor-Ion Pump : H. KUMAGAI, Professor, Tokyo University ; C. HAYASHL Japan Vacuum Engineering Co., Ltd., Tokyo ; Y. ISHmE, Scientific Research Institute of J a p a n ; N. DOGI, Tokyo University; G. TOIViONAGA, Assis. Prof., Tokyo University; H. SmATA, Japan Vacuum Engineering Co., L t d ; K. KANEKO, Tokyo University ; A. KATAYAMA, Scientific Research Institute of Japan ; K. SmNMA, Scientific Research Institute of Japan. This paper describes some improvements on the design of the titanium evapor-ion pump originally designed by Prof. Herb. This also describes some experimental results obtained by the pump, which show the characteristics of the reaction of titanium on the gas in the pump. A slight change in the pump design brought a more stable operation of the p u m p - - a few hundred hours without repair. Titanium easily reacts on oxygen and hydrogen without excitation. Water vapor and perhaps also nitrogen are more efficiently sorbed by titanium with the aid of excitation or dissociation caused by energized electron current in the space. 22.4. Pompe Getter b. Pi~ge A Tr~s Basse Temp6rature : P. PRUGNE et P. GARIN. C.E.N. Saclay, France. Pr6sentation d'une pompe /t 6vaporation de getter 6quip6e d'un pi~ge 5. tr~s basse temp6rature. Une s6rie de courbes de vitesses de pompagne pour diff~rents g a z e t pour l'air est donn~e. Une application de cette pompe est d~crite.