閉環低溫冷凝泵的基本原理及運用
發布時間：2015年08月04日 09:00 閱讀：6250
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澤德
閉環氣氦
冷凝泵一般工業上用得比較多，一般有低溫冷凝、低溫吸附、低溫捕集等三種吸氣方式。
1.基本原理和結構
①低溫冷凝。在擋板及輻射屏的表面上，它只對一般性氣體有效。
②低溫吸附。由于He、H2、Ne等氣體的存在，即使泵工作在溫度10K左右，要使泵的極限壓力達到10Pa，幾乎是不可能的。又若考慮到不銹鋼泵壁和容器壁放出的氣體主要是氫氣，則單靠冷凝抽氣就達不到預期的要求。為此，在第二級冷卻面上涂上活性碳吸附劑作低溫吸附，這是一種重要的抽氣方式。采用活性碳作吸附劑的原因是它的吸附激活能比分子篩的小，可以不經烘烤即能脫附，加之活性碳孔經分布范圍十分寬廣，孔徑大的可達200nm，脫附氣體容易擴散出來。
③低溫捕集。低溫捕集吸氣方式的吸氣機理有二種。可凝性氣體(如N2、CO2、H2O等)、對非可凝性氣體(如Ne、He、H2)的裹脅性吸附；此外可凝氣體在低溫表面形成一層多孔性的結品體，也能吸附一定的非可凝性氣體。
2.閉環氣氦低溫冷凝泵的主要優點有：
①泵可提供完全潔凈的超高真空。
②泵的尺寸實際上是不受限制的，泵的幾何形狀可適配于各種各樣的空問，可在任意方向上使用。
③特別適合于在濺射鍍膜設備上使用，因這種泵對Ar的抽速大(比潔凈的濺射離子泵要大得多)，而仍能保持其它氣體特別是水蒸氣在較低壓力的水平。這種泵在濺射鍍膜設備上使用后，沉積膜的質量有顯著的提高。在80年代后期，國外有些大公司已普遍地應用在鍍膜設備上。
④因冷卻元件是具有一定的熱容量的，因此它具有一定的抽除過載氣體的能力，而對突發性氣體負載不敏感。
3.泵經使用一段時間后，如發現極限壓力增高，以及壓力不穩定時，則需要對泵進行再生。再生的步驟包括：
①恢復至室溫。關閉壓縮機后經2～3h即可暖和，使早先吸附的氣體脫附，并經放氣閥排出。為加速這一過程可對泵進行烘烤。這時應注意避免烘烤溫度的不均勻，否則會使脫附氣體特別是水蒸氣轉移到泵內溫度較低的部位，而不釋出泵外。但烘烤溫度應低于80℃，以防止活性碳吸附劑上吸附的氣體分子轉化為化學吸附，否則吸附劑就會失效。
②排氣，經徹底干燥后的冷凝泵就可用機械泵進行粗抽，一般粗抽至5Pa左右，粗抽時間不必過長，否則將會造成油蒸氣對泵的污染。為了使泵內吸附氣體脫附徹底，又不使機械泵抽氣時間過長，可用置于泵進氣口方向上的沖洗閥注入適量的干燥氮氣，估計吸附氣體已完全釋放后，即可停止加熱或沖洗、并停止排氣，待泵恢復至室溫后，即可繼續使用。
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