1. 概述與原理

NEXTorr® Z 100 ND Float Pump 是一種將非蒸發吸氣劑（NEG, Non-Evaporable Getter）與濺射離子泵（SIP, Sputter Ion Pump）結合的混合型超高真（zhēn）空（kōng）泵。NEG 元件負責高效抽除活性氣體（如（rú） H₂、CO、CO₂、O₂、H₂O 等），而離子（zǐ）泵則處理惰性氣（qì）體（如 Ar）和甲烷，並提供電（diàn）流信號（hào）作為壓力指示。Z100 的體積小、功耗低、磁幹擾少，非常適合掃描電鏡等對空間和穩定性（xìng）有（yǒu）嚴格要求的設備。

NEG 的工作原理是通過表麵化學吸附（fù）與固溶反應（yīng）在室溫下持續抽（chōu）氣（qì），但必須經（jīng）過一次高溫活化（約 400–500 °C、1 小時以上）以去除（chú）表麵鈍（dùn）化（huà）層。活化後，NEG 能在室溫下長時間（jiān）抽氣且幾乎不消耗電力。離子泵則利用高（gāo）壓電場和磁場電離（lí）殘餘（yú）氣體分子，正（zhèng）離子被加速撞擊電極材料並被（bèi）捕獲，從而實現抽氣。ND（Noble Diode）結（jié）構（gòu）對惰性氣體的抽（chōu）除更（gèng）穩定。

2. 適用場景

• 掃描電鏡超高真空腔體

• 空間有限的科研設備

• 對振動和磁（cí）幹擾敏感的係統

• 存在一定（dìng）惰性氣體背景的應用環境

3. 安裝（zhuāng）與調（diào）試

3.1 機（jī）械安裝

• 確（què）認法蘭接口與密封件完好，清潔無劃痕。

• 使用銅墊或 O 型（xíng）圈密封，按力矩交叉緊固。

• 避免真空脂汙染，保持泵口清潔。

• 盡量遠離（lí）掃（sǎo）描電鏡物鏡磁場，必要時增加磁屏蔽（bì）。

3.2 電氣連接（jiē）

• 離子泵（bèng）部分需接入高（gāo）壓電源（通常 3–7 kV）。

• NEG 加熱/溫控需連接控製器進行（háng）活化。

• 高壓電纜必須牢固鎖定，注意極性。

3.3 初抽與漏檢（jiǎn）

• 使用前級泵將係統抽（chōu）至 10⁻⁶ mbar 級以下。

• 使用氦質譜檢漏，確保法蘭無漏（lòu）點。

3.4 NEG 活化

• 在真空下將 NEG 加熱至 400–500 °C，保持約 1 小時。

• 活化時（shí）監控真空壓力和離子泵電流，防止放電（diàn）。

• 活化完成後冷卻至室溫，NEG 即可在室溫抽氣（qì）。

3.5 離子泵啟動

• 在真空良好且 NEG 已激活後，逐（zhú）步升高電壓啟（qǐ）動離子泵。

• 監控離子電流下降趨勢作（zuò）為壓力（lì）參考。

4. 使用與維護

• 離子（zǐ）泵電流可作為係統壓力的近似指（zhǐ）示。

• 短期停（tíng）機可保持真空不（bú）動（dòng），長期停機建議充幹（gàn）氮正壓（yā）。

• NEG 可多次活化（huà），但次數有限，抽速逐漸衰減。

• 避免油蒸氣和有機物進入真空係統。

5. 常見故障與解（jiě）決

1. 抽氣速度不（bú）足：可能是（shì）漏氣、NEG 未激活或活化不足、汙染或導（dǎo）氣不暢。→ 檢漏、重新活化、烘（hōng）烤。

2. 離子泵電流異常高：可能是漏氣（qì）、放電或接線錯誤。→ 檢查密封、降低高壓、複核接（jiē）線。

3. NEG 效果（guǒ）下降（jiàng）：可能已吸附飽和或表麵被汙染。→ 再次（cì）活化，必要時（shí）更換。

4. 高壓放電：可能因真（zhēn）空度不足或絕緣受潮。→ 降壓、重新抽氣、清潔電纜。

5. 讀數跳變：離子（zǐ）泵電流受氣體種類影響大。→ 使用獨立（lì）真空規交叉驗證。

6. SEM 集成建議

• 減少樣品前處理（lǐ）中的 Ar 殘（cán）留。

• 控製活化溫度，避免超過（guò） SEM 腔體耐溫。

• 將（jiāng）離（lí）子泵電流聯鎖 SEM 高壓邏輯。

• 保持（chí）清潔操作，防止（zhǐ）汙染 NEG 表麵。

7. 安全事項

• 離子泵供電為高壓，操作需斷電並放電。

• NEG 活化涉及高溫，注意絕緣和耐溫。

• 嚴格遵（zūn）守設（shè）備廠商的操作規範。

8. 總結

NEXTorr® Z 100 ND Float Pump 結合了 NEG 的高效抽（chōu）速與離子泵的全氣體覆蓋能力，具有體積小、功耗低、壽命長的優勢。在 SEM 等 UHV 應用中，合理（lǐ）安裝、正確活（huó）化與定期（qī）維護是保證其長（zhǎng）期穩定運行的關（guān）鍵。