小型磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計(jì)研究

董 猛，成永軍，孫雯君，郭美如，李曉旭，肖 梅，吳成耀，劉 暢

(1.蘭州空間技術(shù)物理研究所，真空技術(shù)與物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730000；2.蘇州大學(xué)機(jī)械與電子工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215021；3.東南大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 南京 210096)

科學(xué)儀器設(shè)備是科學(xué)研究和技術(shù)發(fā)展的基石，是經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國(guó)防安全的重要保障。質(zhì)譜計(jì)作為高端科學(xué)儀器之一，廣泛應(yīng)用于航天科技、生命科學(xué)、半導(dǎo)體工業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療衛(wèi)生、國(guó)防軍事等領(lǐng)域[1-2]，其可用于闡明物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)[3-4]。根據(jù)質(zhì)譜計(jì)質(zhì)量分析器離子分離的基本原理，目前常用的有四極質(zhì)譜計(jì)、離子阱質(zhì)譜計(jì)、飛行時(shí)間質(zhì)譜計(jì)和磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計(jì)[5-8]。磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計(jì)作為一種最傳統(tǒng)的質(zhì)譜分析儀器，自1918年發(fā)明以來(lái)，因其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)譜峰形好、質(zhì)量歧視小、易于定量分析等優(yōu)點(diǎn)[3，9-12]，在空間探測(cè)、真空檢漏等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用[13-15]。

在航天空間探測(cè)領(lǐng)域，美國(guó)宇航局在阿波羅15號(hào)、16號(hào)和17號(hào)上搭載了小型磁質(zhì)譜儀開展月球探測(cè)活動(dòng)；在先驅(qū)者號(hào)金星探測(cè)器、鳳凰號(hào)火星探測(cè)器上也搭載了小型磁質(zhì)譜儀探測(cè)星球表面和土壤中的氣體組分及含量[13,16-18]。歐空局在羅塞塔號(hào)彗星探測(cè)器上搭載了雙聚焦磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計(jì)，精確分析了彗星表面大氣的基本物質(zhì)、同位素、氣體組分及其含量[19-21]。蘭州空間技術(shù)物理研究所于2012年研制了小型磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計(jì)，并搭載于新技術(shù)驗(yàn)證衛(wèi)星對(duì)499 km太陽(yáng)同步軌道上的空間氣體組分進(jìn)行測(cè)量[22]。另外，真空檢漏技術(shù)在鋰電池、電子元器件、低溫制冷、航空航天、核工業(yè)、半導(dǎo)體等行業(yè)應(yīng)用廣泛，目前國(guó)內(nèi)外研制的氦質(zhì)譜檢漏儀中的核心部件是磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計(jì)。……