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简析气体低温冷凝泵的三大作用

发布时间:2020-12-31      点击次数:465
   气体低温冷凝泵是利用低温表面冷凝气体的真空泵。泵内设有由液氦或制冷机冷却到至低温度的冷板。它使气体凝结,并保持凝结物的蒸汽压力低于泵的至大压力,从而达到抽气作用。低温抽气的主要作用是低温冷凝、低温吸附和低温捕集。
  低温冷凝:气体分子冷凝在冷板表面上或冷凝在已冷凝的气体层上,其平衡压力基本上等于冷凝物的蒸气压。抽空气时,冷板温度必须低于25K;抽氢时,冷板温度更低。低温冷凝抽气冷凝层厚度可达10毫米左右。
  低温吸附:气体分子以一个单分子层厚(厘米数量级)被吸附到涂在冷板上的吸附剂表面上。吸附的平衡压力比相同温度下的蒸气压力低得多。如在 20K时氢的蒸气压力等于大气压力,用 20K的活性炭吸氢时吸附平衡压力则低于帕。这样就可能在较高温度下通过低温吸附来进行抽气。
  低温捕集:在抽气温度下不能冷凝的气体分子,被不断增长的可冷凝气体层埋葬和吸附。
  作为完整的抽气系统,气体低温冷凝泵由两部分组成,主体为真空泵体,第二部分为压缩机。现在得到广泛应用的都是制冷机式低温泵,其核心是低温制冷机。
  其工作基本流程为:氦气首先被压缩到高温高压状态;再通过热交换器被冷却为常温氦气;经纯化后的高纯氦气之后经汽缸完成绝热膨胀,变成低温氦气。如此不断循环,氦气被不断降温,成为制冷介质-低温氦气。
  气体低温冷凝泵可以获得抽气速率至大、至大压力至低的清洁真空,广泛应用于半导体和集成电路的研究和生产,以及分子束研究、真空镀膜设备、真空表面分析仪器、离子注入机和空间模拟装置等方面。
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