分子泵動平衡儀是一種用于測量很高真空(Ultra High Vacuum, UHV)下氣體分子流的儀器。它利用分子泵將UHV中的氣體抽出，并通過檢測分子泵內(nèi)殘留氣體的壓力變化，來確定氣體分子流的大小和分布。本文將介紹它的基本原理、工作原理以及應(yīng)用。
 

　　基本原理：
 

　　原理可以概括為“動態(tài)平衡法”。該方法利用了分子泵兩個基本特性：其一是大量抽氣速率；其二是不同分子在分子泵內(nèi)運動時，由于分子大小、形狀和相互作用的差異而產(chǎn)生的速度分散。因此，在分子泵內(nèi)殘留氣體的壓力與分子泵抽氣速率達到動態(tài)平衡時，即可推斷出氣體分子流的大小和分布。
 

　　工作原理：
 

　　主要由分子泵、儲氣罐、電離檢測器和信號處理裝置等部分組成。其工作流程如下：
 

　　(1)分子泵抽氣
 

　　首先，分子泵抽出UHV中的氣體，并使其內(nèi)部壓力下降極低水平。此時，UHV中的氣體分子被迅速抽出，形成高真空環(huán)境。
 

　　(2)儲氣罐貯存氣體
 

　　接著，濾過分子泵的氣體被收集到一個儲氣罐中，用于后續(xù)的分析和處理。因為在實驗室中很難獲得絕對的真空環(huán)境，所以需要使用儲氣罐將氣體貯存起來，以供后續(xù)的實驗需要。
 

　　(3)電離檢測器檢測氣體電離程度
 

　　儲氣罐中的氣體在經(jīng)過加熱或放電等處理后，會發(fā)生電離并產(chǎn)生離子。這些離子會通過電離檢測器進行檢測和計數(shù)。離子的數(shù)量與氣體分子流的大小成正比。
 

　　(4)信號處理裝置處理數(shù)據(jù)
 

　　最后，電離檢測器輸出的信號會通過信號處理裝置進行處理，并生成氣體分子流的相關(guān)參數(shù)，如分子流量、分子種類和分布等。
 

　　應(yīng)用：
 

　　分子泵動平衡儀廣泛應(yīng)用于科學研究領(lǐng)域，如表面物理和化學、材料科學以及納米技術(shù)等。具體應(yīng)用包括：
 

　　(1)表面分析
 

　　可以在表面物理和化學研究中測量氣體分子在樣品表面吸附和反應(yīng)的速率和動力學參數(shù)。這對于研究表面反應(yīng)和薄膜生長過程非常重要。
 

　　(2)材料科學
 

　　在材料科學研究中，可用于測量材料表面的化學性質(zhì)和表面能。通過對吸附在材料表面的分子流的測量，還可以確定材料的孔隙度和多孔性。