Вакуумный насос, который использует низкотемпературную поверхность для конденсации газа, также известный как конденсатный насос. Крионасос — это вакуумный насос с самым низким предельным давлением и самой высокой скоростью откачки для получения чистого вакуума. Он широко используется в исследованиях и производстве полупроводников и интегральных схем, а также в исследованиях молекулярных пучков, оборудовании для вакуумного нанесения покрытий, приборах для вакуумного анализа поверхности, ионных имплантаторах и космическом моделировании. устройства и т. д.
Принцип откачки Крионасос оснащен охлаждающей пластиной, охлаждаемой до очень низкой температуры жидким гелием или холодильником. Он конденсирует газ и удерживает давление паров конденсата ниже предельного давления насоса, чтобы достичь эффекта перекачки. Основными функциями низкотемпературной перекачки являются низкотемпературная конденсация, низкотемпературная адсорбция и низкотемпературное улавливание. ① Низкотемпературная конденсация: молекулы газа конденсируются на поверхности охлаждающей пластины или на слое конденсированного газа, а равновесное давление в основном равно давлению паров конденсата. При откачке воздуха температура охлаждающей пластины должна быть ниже 25К; при откачке водорода температура холодной пластины ниже. Толщина низкотемпературного конденсационного и экстракционно-конденсатного слоя может достигать около 10 мм. ②Низкотемпературная адсорбция: молекулы газа адсорбируются на поверхности адсорбента, нанесенного на охлаждающую пластину толщиной монослоя (10-8 см). Равновесное давление для адсорбции намного ниже, чем давление пара при той же температуре. Если давление паров водорода равно атмосферному давлению при 20К, равновесное давление адсорбции ниже 10-8 Па, когда активированный уголь с 20К поглощает водород. Это позволяет осуществлять откачку методом криогенной адсорбции при более высоких температурах. ③Криогенное улавливание: молекулы газа, которые не могут быть сконденсированы при температуре экстракции, закапываются и поглощаются растущим слоем конденсируемого газа.
Вообще говоря, предельным давлением насоса является давление паров сконденсированного газа при температуре охлаждающей плиты. При температуре 120К давление паров воды уже ниже 10-8 Па. При температуре 20К, кроме гелия, неона и водорода, давление паров других газов также ниже {{3} } Па. Однако из-за разной температуры перекачиваемой емкости и криогенной охлаждающей плиты предельное давление насоса выше, чем давление паров конденсата. Для сосуда при комнатной температуре с криопанелью 20К предельное давление насоса примерно в 4 раза превышает давление паров конденсата.