在真空室内表面形成非蒸发吸气剂膜（TiZrV）抽气层的特性研究

TiZrV合金吸气剂材料能够对气体分子进行化学吸附，并且最低激活温度Ta只有180℃，可以广泛地应用在各种设备中，例如粒子加速器，惰性气体净化装置，H2等离子体净化装置，托克马克中的H2回收装置。本论文通过计算设计，建立了二极直流磁控溅射系统，在国内首次对加速器细长真空管道进行了TiZrV膜层溅射沉积，使其成为管道泵。测试结果表明真空单元在TiZrVNEG处理后极限压力降低，同时压力分布梯度过大的问题得以解决；在镀膜系统的结构设计中创造性地加入了可压缩波纹管，解决了细长管道镀膜中阴极下垂引起短路及溅射距离不等的难题，使阴极始终处于管道中心，保证了镀膜的均匀性。论文对沉积膜层从基体材料、基体的表面粗糙度、基体温度、膜层成分对激活温度和真空性能的影响等方面进行了研究。对于理想状态下的磁控溅射，不同的基体材料会导致不同的膜层形态，但是具有相同的晶体结构和激活温度。通过沉积在粗糙的铜基材来增大表面粗糙度，不能加速激活过程，但明显增大了抽速和表面吸附容量。将溅射沉积过程中的基体温度（Ts）升高到250℃可以在不改变晶体结构的同时增大膜层的表面粗糙度。对于获得理想的粘附系数和表面吸气容量来说，基体温度Ts=250℃。使用粗糙的基体材料并在镀膜时将基体温度Ts保持在250℃可以获得最大的表面吸气容量。最大的抽速获得通过加热膜层到250℃。温度进一步升高，抽速开始下降