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闭环低温冷凝泵的基本原理及运用

发布时间:2015年08月04日 09:00   阅读:3447   返回   来源:泽德
  闭环气氦冷凝泵一般工业上用得比较多,一般有低温冷凝、低温吸附、低温捕集等三种吸气方式。
  1.基本原理和结构
  ①低温冷凝。在挡板及辐射屏的表面上,它只对一般性气体有效。
  ②低温吸附。由于He、H2、Ne等气体的存在,即使泵工作在温度10K左右,要使泵的极限压力达到10Pa,几乎是不可能的。又若考虑到不锈钢泵壁和容器壁放出的气体主要是氢气,则单靠冷凝抽气就达不到预期的要求。为此,在第二级冷却面上涂上活性碳吸附剂作低温吸附,这是一种重要的抽气方式。采用活性碳作吸附剂的原因是它的吸附激活能比分子筛的小,可以不经烘烤即能脱附,加之活性碳孔经分布范围十分宽广,孔径大的可达200nm,脱附气体容易扩散出来。
  ③低温捕集。低温捕集吸气方式的吸气机理有二种。可凝性气体(如N2、CO2、H2O等)、对非可凝性气体(如Ne、He、H2)的裹胁性吸附;此外可凝气体在低温表面形成一层多孔性的结品体,也能吸附一定的非可凝性气体。
  2.闭环气氦低温冷凝泵的主要优点有:
  ①泵可提供完全洁净的超高真空。
  ②泵的尺寸实际上是不受限制的,泵的几何形状可适配于各种各样的空问,可在韧尼斯正规官网夥较蛏鲜褂谩
  ③特别适合于在溅射镀膜设备上使用,因这种泵对Ar的抽速大(比洁净的溅射离子泵要大得多),而仍能保持其它气体特别是水蒸气在较低压力的水平。这种泵在溅射镀膜设备上使用后,沉积膜的质量有显著的提高。在80年代后期,国外有些大公司已普遍地应用在镀膜设备上。
  ④因冷却元件是具有一定的热容量的,因此它具有一定的抽除过载气体的能力,而对突发性气体负载不敏感。
  3.泵经使用一段时间后,如发现极限压力增高,以及压力不稳定时,则需要对泵进行再生。再生的步骤包括:
  ①恢复至室温。关闭压缩机后经2~3h即可暖和,使早先吸附的气体脱附,并经放气阀排出。为加速这一过程可对泵进行烘烤。这时应注意避免烘烤温度的不均匀,否则会使脱附气体特别是水蒸气转移到泵内温度较低的部位,而不释出泵外。但烘烤温度应低于80℃,以防止活性碳吸附剂上吸附的气体分子转化为化学吸附,否则吸附剂就会失效。
  ②排气,经彻底干燥后的冷凝泵就可用机械泵进行粗抽,一般粗抽至5Pa左右,粗抽时间不必过长,否则将会造成油蒸气对泵的污染。为了使泵内吸附气体脱附彻底,又不使机械泵抽气时间过长,可用置于泵进气口方向上的冲洗阀注入适量的干燥氮气,估计吸附气体已完全释放后,即可停止加热或冲洗、并停止排气,待泵恢复至室温后,即可继续使用。

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