真空泵的選擇原則及各類真空泵的應用

　　真空泵的性能在很大程度上決定了真空系統(tǒng)的性能，在選用真空泵時，應考慮以下幾點原則：

　　(1)能否獲得所需要的工作真空度和極限真空度。

　　(2)對被抽氣體是否有足夠大的抽速。

　　(3)真空系統(tǒng)的殘余氣體成分是否合乎要求。

　　(4)設備價格和維持運行費用的高低。

　　(5)可靠性和操作難易程度。

　　擴散泵系統(tǒng)是比較常用的高真空系統(tǒng)，一般可以獲得10-1～10-5Pa的工作真空，使用特別設計的擴散泵及采用性能良好的擴散泵油，再在泵的人口端使用擋油板和液氮冷阱，加以充分的烘烤除氣措施，可以獲得10-7Pa的極限真空。擴散泵系統(tǒng)的特點是對各種氣體都能抽除，適宜長時間連續(xù)工作，擴散泵沒有噪聲，價格比較低。缺點是開啟或停止系統(tǒng)工作很耗時，工作效率低，油污染嚴重。

　　用機械泵作為前級泵的渦輪分子泵系統(tǒng)，是目前常用的高真空系統(tǒng)，有取代擴散泵系統(tǒng)的趨勢。分子泵系統(tǒng)可以獲得10-1～10-6Pa的工作真空，可達到lO-8Pa的極限壓強。分子泵系統(tǒng)的優(yōu)點：對各種氣體的抽速差別不大，起動快、油污染很輕，稱之為半無油系統(tǒng)；能耗較低，容易做到自動控制。缺點：價格較高，顆粒物落人泵內容易損壞。適用于要求油污染少且連續(xù)排除中等流量氣體的場合。

　　建立全無油的超高真空系統(tǒng)，可以采用濺射離子泵和低溫吸附泵組成的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)可以獲得10-3～10-9Pa的清潔真空，主要殘余氣體是H2。但這種配置由于吸附泵的排氣量有限，起動不方便，不適用于抽除氣體量大和頻繁起動的場合。如果用機械泵串聯(lián)擋油吸附阱代替吸附泵，可以克服吸附泵排氣量小的缺點，但代價是喪失了全無油的優(yōu)點。濺射離子泵系統(tǒng)的缺點是對惰性氣體的抽速很小，不適用于抽除以惰性氣體為主的負載氣體，另外其價格也較高。

　　鈦升華泵的特點是極限真空度高，可以達到10-9Pa，對活性氣體的抽速很大，但對惰性氣體的抽速為零，因此它不適用于作為經常要排除空氣的真空系統(tǒng)的主泵，而適于在擴散泵、分子泵、濺射離子泵系統(tǒng)中作為提高極限真空度的輔助泵使用。

　　低溫冷凝泵是目前所有的真空泵中抽速最大、工作壓強范圍最寬、極限真空度最高(氣氦制冷機低溫冷凝泵可以達到10-10Pa，液氦型低溫冷凝泵可以達到10-13Pa)的真空泵，而且可以抽除所有氣體，能獲得全無油清潔真空。由于具有這些突出的優(yōu)點，氣氦制冷機低溫冷凝泵在需要大抽速、超高清潔真空的半導體、新型顯示器件及其他高科技研究和產業(yè)中獲得了日益廣泛的應用。低溫冷凝泵的缺點是價格很高，運行中需要再生而不能長期連續(xù)抽氣。

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