Анодный оксид алюминия в стандартных течах
Анодный оксид алюминия образует упорядоченную систему параллельных нанопор. В отличие от одиночного капилляра поток распределяется по множеству каналов. Это позволяет формировать механически устойчивый элемент и управлять суммарной проводимостью количеством открытых пор.
Управление открытой площадью
В исследовании 2017 года избыточные поры закрывались селективным покрытием оксидом алюминия, нанесённым ионно-лучевым распылением. Открытой оставалась заданная площадь. Были изготовлены два элемента с различными открытыми участками, после чего их проводимость измерили.
Результат подтвердил управление проводимостью через площадь незакрытых пор. Диаметр каналов в исследованных образцах составлял около 70 нм. Для гелия и рассмотренных неконденсирующихся газов наблюдался молекулярный режим от вакуума до атмосферного давления.
Почему пористый элемент не равен одному капилляру
Даже при одинаковом среднем диаметре отдельные поры отличаются формой и длиной. Часть каналов может быть закрыта покрытием не полностью, а соединение пористой мембраны с корпусом добавляет параллельные пути утечки. Поэтому суммарную проводимость определяют для готовой сборки.
Что контролировать при изготовлении
- толщину пористого слоя и распределение диаметров;
- площадь незакрытого участка;
- сплошность селективного покрытия;
- герметичность соединения мембраны с корпусом;
- чистоту пор после нанесения покрытия;
- проводимость для рабочего газа и диапазона давлений.
Область применения
Такие элементы интересны для воспроизведения малых потоков, калибровки вакуумметров и масс-спектрометров. Но вывод о молекулярном режиме относится к исследованным размерам и газам. Для конденсирующихся веществ и загрязнённой поверхности возможны сорбция и изменение эффективной проводимости.
Метод экспериментальной проверки режима описан в публикации о молекулярной проводимости, а сравнение с другими рабочими элементами — в руководстве по видам течей.
Источники: Lim и соавторы, DOI 10.1116/1.4985621; CN105738038B.
