1. 概（gài）述與原理

NEXTorr® Z 100 ND Float Pump 是一種將非（fēi）蒸發吸氣劑（NEG, Non-Evaporable Getter）與濺（jiàn）射離子泵（SIP, Sputter Ion Pump）結合的混合型超高真空泵。NEG 元件負責高效抽除活性氣體（如 H₂、CO、CO₂、O₂、H₂O 等），而（ér）離子泵則處理惰性氣體（如 Ar）和甲烷，並提供電流信（xìn）號作為壓力指示。Z100 的體積小（xiǎo）、功耗低、磁幹擾少（shǎo），非常適（shì）合掃描電鏡等（děng）對空間和（hé）穩定性有嚴格要求的（de）設備。

NEG 的工作原理（lǐ）是通過表麵化學吸附與固溶反應在室溫下持續抽氣，但必須經過一次高溫活化（約 400–500 °C、1 小時以上）以去除表麵鈍化層（céng）。活化後，NEG 能在室溫下長時間抽氣且幾乎不（bú）消耗電力。離子泵（bèng）則（zé）利用高壓電場和磁場電離殘餘氣體分子，正離（lí）子被加（jiā）速撞擊電極材料並被捕獲，從而實現抽氣。ND（Noble Diode）結構對惰性氣體的抽除更穩定。

2. 適用場景

• 掃（sǎo）描電鏡超高真空腔體

• 空間有限（xiàn）的科研設備

• 對振動和磁幹擾（rǎo）敏感（gǎn）的係統

• 存（cún）在一定惰性氣體背景（jǐng）的（de）應用環境

3. 安裝（zhuāng）與（yǔ）調試

3.1 機械安（ān）裝

• 確認法蘭接口與密封（fēng）件完好，清潔無（wú）劃痕。

• 使用銅墊（diàn）或 O 型圈密封，按力矩交叉緊固。

• 避免（miǎn）真空脂汙染，保持泵口清（qīng）潔。

• 盡量遠離掃描電（diàn）鏡物鏡（jìng）磁場，必要時增（zēng）加磁屏蔽。

3.2 電氣連接

• 離子泵（bèng）部分需接入高壓電源（通常 3–7 kV）。

• NEG 加熱/溫控需連（lián）接控製器進行活化。

• 高壓電纜必須牢固鎖定，注意極（jí）性。

3.3 初抽與漏檢

• 使用前（qián）級泵將係統抽（chōu）至 10⁻⁶ mbar 級以（yǐ）下。

• 使用氦質譜檢（jiǎn）漏，確保法蘭無漏點。

3.4 NEG 活化

• 在真空下將 NEG 加熱至 400–500 °C，保（bǎo）持約 1 小時。

• 活化時監控真空壓力和離子泵電流，防止放（fàng）電。

• 活化完成後冷卻至室溫，NEG 即可在室溫抽氣。

3.5 離子泵啟動

• 在真空良好（hǎo）且 NEG 已激活後，逐步升高電壓啟動離子泵（bèng）。

• 監控離子電流（liú）下（xià）降趨勢作為壓力參考。

4. 使用與維護

• 離子泵電流可作為係統壓力的近似指示。

• 短期停機可保持真空不動，長期停機建議充幹氮正壓（yā）。

• NEG 可多次活化（huà），但次數有（yǒu）限，抽速逐漸衰減（jiǎn）。

• 避免油蒸氣和有機物（wù）進入真空係統。

5. 常見故障與解決

1. 抽氣速度不（bú）足：可能是漏氣、NEG 未激活或（huò）活化（huà）不足、汙染或導氣不暢。→ 檢（jiǎn）漏（lòu）、重新活化、烘烤。

2. 離子泵電流異（yì）常高：可能是（shì）漏氣、放電或接線錯誤。→ 檢查密封、降（jiàng）低高壓、複核接線。

3. NEG 效果下降（jiàng）：可（kě）能已吸附飽和或表麵被汙染。→ 再次活化，必要時更換。

4. 高壓放電：可能因真空度不（bú）足或絕緣受潮。→ 降壓（yā）、重新抽氣、清潔電（diàn）纜。

5. 讀數跳變：離子泵電（diàn）流受氣體種類影響大。→ 使（shǐ）用獨立真空規交叉驗證。

6. SEM 集成建議

• 減少樣品前處理中的 Ar 殘留。

• 控製活化溫度，避免超過 SEM 腔體（tǐ）耐溫。

• 將離子泵電（diàn）流聯鎖 SEM 高壓邏輯。

• 保持清潔操作，防止汙染 NEG 表麵。

7. 安全事項

• 離子泵供電為高（gāo）壓，操作需斷電（diàn）並放電。

• NEG 活化涉及高溫，注意絕緣和耐溫。

• 嚴格遵守設備廠商的操作規範。

8. 總結

NEXTorr® Z 100 ND Float Pump 結合（hé）了 NEG 的高效抽速與離子泵（bèng）的全氣（qì）體覆蓋能力，具有體（tǐ）積（jī）小、功耗低、壽命長（zhǎng）的優勢。在 SEM 等 UHV 應用中，合理安裝、正確活化與定期維護是保證其長期穩定運行（háng）的關鍵。