Eine Vakuumpumpe, die eine Oberfläche mit niedriger Temperatur zum Kondensieren von Gas verwendet, auch bekannt als Kondensatpumpe. Die Kryopumpe ist die Vakuumpumpe mit dem niedrigsten Enddruck und der höchsten Pumprate, um ein sauberes Vakuum zu erhalten. Es wird häufig in der Forschung und Produktion von Halbleitern und integrierten Schaltkreisen sowie in der Molekularstrahlforschung, bei Vakuumbeschichtungsgeräten, Instrumenten zur Vakuumoberflächenanalyse, Ionenimplantatoren und Weltraumsimulation eingesetzt. Geräte usw.
Pumpprinzip Die Kryopumpe ist mit einer Kühlplatte ausgestattet, die durch flüssiges Helium oder einen Kühlschrank auf eine sehr niedrige Temperatur gekühlt wird. Es kondensiert das Gas und hält den Dampfdruck des Kondensats unter dem Enddruck der Pumpe, um die Pumpwirkung zu erzielen. Die Hauptfunktionen des Niedertemperaturpumpens sind Niedertemperaturkondensation, Niedertemperaturadsorption und Niedertemperaturerfassung. ① Niedertemperaturkondensation: Gasmoleküle kondensieren auf der Oberfläche der Kühlplatte oder auf der kondensierten Gasschicht, und der Gleichgewichtsdruck ist im Wesentlichen gleich dem Dampfdruck des Kondensats. Beim Pumpen von Luft muss die Temperatur der Kühlplatte unter 25 K liegen; Beim Pumpen von Wasserstoff ist die Temperatur der Kühlplatte niedriger. Die Dicke der Niedertemperaturkondensations- und Extraktionskondensationsschicht kann etwa 10 mm erreichen. ②Niedrigtemperaturadsorption: Die Gasmoleküle werden auf der Oberfläche des Adsorptionsmittels adsorbiert, das auf der kalten Platte mit einer Dicke einer Monoschicht (10-8 cm) beschichtet ist. Der Gleichgewichtsdruck für die Adsorption ist viel niedriger als der Dampfdruck bei gleicher Temperatur. Wenn der Dampfdruck von Wasserstoff gleich Atmosphärendruck bei 20 K ist, ist der Gleichgewichtsdruck der Adsorption niedriger als 10-8 Pa, wenn Aktivkohle mit 20 K Wasserstoff absorbiert. Dadurch ist es möglich, das Pumpen durch kryogene Adsorption bei höheren Temperaturen durchzuführen. ③Kryogenes Einfangen: Gasmoleküle, die bei der Extraktionstemperatur nicht kondensiert werden können, werden von der wachsenden Schicht aus kondensierbarem Gas vergraben und adsorbiert.
Im Allgemeinen ist der Enddruck der Pumpe der Dampfdruck des kondensierten Gases bei der Temperatur der Kühlplatte. Bei einer Temperatur von 120 K ist der Dampfdruck von Wasser bereits niedriger als 10-8 Pa. Bei einer Temperatur von 20 K ist der Dampfdruck anderer Gase mit Ausnahme von Helium, Neon und Wasserstoff ebenfalls niedriger als {{3}. } Pa. Aufgrund der unterschiedlichen Temperaturen des gepumpten Behälters und der kryogenen Kühlplatte ist der Enddruck der Pumpe jedoch höher als der Dampfdruck des Kondensats. Für einen Behälter bei Raumtemperatur mit einem Kryopanel von 20 K beträgt der Enddruck der Pumpe etwa das 4-fache des Dampfdrucks des Kondensats.