Крионасос представляет собой вакуумный насос, который использует низкотемпературную поверхность для конденсации газа, также известный как конденсатный насос. Крионасос может получить чистый вакуум с самой высокой скоростью накачки и самым низким конечным давлением и широко используется в исследованиях и производстве полупроводников и интегральных схем, а также в исследованиях молекулярных пучков, оборудовании для вакуумного покрытия, вакуумных приборах для анализа поверхности, ионных имплантатах и устройствах космического моделирования и т. Д. Аспект.
принцип накачки
Внутри крионасоса находится холодная пластина, охлаждаемая до очень низкой температуры жидким гелием или холодильником. Он конденсирует газ и поддерживает давление пара конденсата ниже конечного давления насоса, чтобы достичь эффекта перекачки. Основными функциями низкотемпературной перекачки являются низкотемпературная конденсация, низкотемпературная адсорбция и низкотемпературный захват.
(1) Низкотемпературная конденсация: молекулы газа конденсируются на поверхности холодной пластины или на конденсированном газовом слое, и равновесное давление в основном равно давлению пара конденсата. При накачке воздуха температура холодной плиты должна быть ниже 25К; при перекачке водорода температура холодной пластины ниже. Толщина низкотемпературного конденсационно-экстракционного конденсационного слоя может достигать около 10 мм.
(2) Низкотемпературная адсорбция: молекулы газа адсорбируются на поверхности адсорбента, покрытого на холодной пластине толщиной мономолекулярного слоя (порядка сантиметров). Равновесное давление для адсорбции намного ниже, чем давление пара при той же температуре.
Если давление паров водорода равно атмосферному давлению при 20К, то равновесное давление адсорбции ниже Па при поглощении водорода активированным углем 20К. Это дает возможность выполнять откачку путем криогенной адсорбции при более высоких температурах.
(3) Криогенное улавливание: молекулы газа, которые не могут быть конденсированы при температуре экстракции, закапываются и адсорбируются растущим слоем конденсируемого газа.
Вообще говоря, конечное давление насоса - это давление пара конденсированного газа при температуре холодной пластины. Когда температура составляет 120 К, давление паров воды уже ниже Па. При температуре 20К, за исключением гелия, неона и водорода, давление паров других газов также ниже Па.
Однако из-за различных температур перекачиваемого контейнера и криогенной холодной пластины конечное давление насоса выше, чем давление пара конденсата.
Для сосуда комнатной температуры с криопанелем 20 К конечное давление насоса примерно в 4 раза превышает давление пара конденсата.