閉環(huán)低溫冷凝泵的基本原理及運(yùn)用
發(fā)布時(shí)間：2015年08月04日 09:00 閱讀：5982
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澤德
閉環(huán)氣氦
冷凝泵一般工業(yè)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(jié)構(gòu)
?、俚蜏乩淠Ｔ趽醢寮拜椛淦恋谋砻嫔?，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(dá)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(dá)不到預(yù)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(jīng)烘烤即能脫附，加之活性碳孔經(jīng)分布范圍十分寬廣，孔徑大的可達(dá)200nm，脫附氣體容易擴(kuò)散出來。
?、鄣蜏夭都?。低溫捕集吸氣方式的吸氣機(jī)理有二種?？赡詺怏w(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(jié)品體，也能吸附一定的非可凝性氣體。
2.閉環(huán)氣氦低溫冷凝泵的主要優(yōu)點(diǎn)有：
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?、诒玫某叽鐚?shí)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。
?、厶貏e適合于在濺射鍍膜設(shè)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(shè)備上使用后，沉積膜的質(zhì)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(yīng)用在鍍膜設(shè)備上。
?、芤蚶鋮s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(fā)性氣體負(fù)載不敏感。
3.泵經(jīng)使用一段時(shí)間后，如發(fā)現(xiàn)極限壓力增高，以及壓力不穩(wěn)定時(shí)，則需要對泵進(jìn)行再生。再生的步驟包括：
?、倩謴?fù)至室溫。關(guān)閉壓縮機(jī)后經(jīng)2～3h即可暖和，使早先吸附的氣體脫附，并經(jīng)放氣閥排出。為加速這一過程可對泵進(jìn)行烘烤。這時(shí)應(yīng)注意避免烘烤溫度的不均勻，否則會(huì)使脫附氣體特別是水蒸氣轉(zhuǎn)移到泵內(nèi)溫度較低的部位，而不釋出泵外。但烘烤溫度應(yīng)低于80℃，以防止活性碳吸附劑上吸附的氣體分子轉(zhuǎn)化為化學(xué)吸附，否則吸附劑就會(huì)失效。
?、谂艢猓?jīng)徹底干燥后的冷凝泵就可用機(jī)械泵進(jìn)行粗抽，一般粗抽至5Pa左右，粗抽時(shí)間不必過長，否則將會(huì)造成油蒸氣對泵的污染。為了使泵內(nèi)吸附氣體脫附徹底，又不使機(jī)械泵抽氣時(shí)間過長，可用置于泵進(jìn)氣口方向上的沖洗閥注入適量的干燥氮?dú)?，估?jì)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(fù)至室溫后，即可繼續(xù)使用。
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