真空泵和阀门

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1、真空泵：一、概要：真空泵是获得真空的设备，根据自身极限真空的能力将真空泵分为低真空泵和高真空泵。表1.对常用真空泵进行了分类归纳。表1.常用真空泵的分类：分类极限真空应用真空泵气体移动式位移式卷泵（Scrollpump）7.5×10-3TorrCD-SEM油回转泵（Oilsealedrotarypump）<7.5×10-5TorrII/SP罗茨泵（rootsblower,rootspump）<5×10-5TorrII/SP/Dry/CVD水环泵(waterringpump)<5×10-3Torr－活塞泵(pistonpump)

2、<5×10-3Torr－隔膜泵(diaphragnpump)<5×10-3TorrII/Anneal动力式扩散泵(diffusionpump)<1×10-8TorrII喷射泵(ejectionpump)－－分子泵(turbomolecularpump)<5×10-9TorrII/SP/Dry/分子拖曳泵(moleculardragpump)－－气体凝聚式吸气泵(sorptionpump)－－冷冻陷阱(coldtrap)－－冷凝泵(cryopump)<5×10-9TorrII/SP/Dry/溅射离子泵(spuutterionpu

3、mp,SIP)<5×10-10TorrCD－SEM钛升华泵(titaniumsublimationpump)－－非蒸发吸气泵(nonevaporablegetter)－－二、各类真空泵的特性表2.各类真空泵的特性：真空泵类型是否需要支援泵是否有油形成问题的气体或蒸气备注入口出口干式转动泵否否是可压缩的粗抽泵油密封转动泵否是是需要气镇通常用做粗抽/支援罗茨泵是否是压缩比低有油污染，除非先除油扩散泵是是是对H2和He低压缩比油污染最严重分子泵是否是高真空泵分子拖曳泵是否是吸收泵否否无出口可燃气体有爆炸的危险做干式粗抽冷泵否否否对H

4、2、He容量低溅射离子泵否否无出口对惰性气体不佳（六）、分子泵（turbomolecularpump）分子泵是使用高速旋转的叶片，使气体分子有一定方向的动量，藉以获得排气能力的机械泵。抽真空的范围为10-4-10-10Torr。图（10）是分子泵的工作原理示意图，这种泵之所以称为分子泵，因为它必须在进气端的气体处于分子流的情况下，才能有效的操作，此时的压力约在10-3Torr以下，所以需要一个回转泵做辅抽泵。高级的分子泵有磁浮式（magnaticallylevitated）无油。转子以锻造铸模一体成型式，抽气速度可达800l/

5、s或以上。本体连接电缆线和电源供应器均可以定期交换，任何零件更换后，不需再做调整，电源供应器有自行诊断功能。停电时磁浮会藉由再生刹车而自动维持。触地轴承可承受250次停电事件。一个分子泵的构造如图（11）所示。其各组成部分之作用为：1、入气口，2、定子，3、转子，4、轴承，5、马达，6、马达轴，7、冷却水，8、背压口。图（10）分子泵的工作原理示意图图（11）分子泵的构造图（七）、冷泵(cryogenicpump)冷泵系统由压缩机（compressor）和冷泵（cryopump）二部分组成。内部有一耐用的闭回路冷冻（refri

6、geration）单元，如图（12）所示。1、前置真空接口2、电源连接3、进气口4、挡板5、二级冷头6、防辐射层7、低温板8、泄放阀9、一级冷头10、真空计图（12）冷泵的结构及配置先利用压缩机将氦气（He）压缩，以热交换方式除去其所产生的热量。再使氦气急速膨胀，并导入到冷泵内，它吸收大量的热，使泵内调节板（baffle温度降为80K（K:绝对温度），而将水蒸气凝聚。另一冷冻面板（Cryopanel）更降为15K。当气体分子和此面板接触，即被陷住而凝聚。除氩、氦、氖外，所有气体均液化为液体，蒸气压降至10-10Torr以下。至

7、于氩氦氖与低温表面以范德瓦尔力（VanderWalsforce）吸收。冷泵上吸附冷聚的气体，可以利用加热一带状加热器（bandheater）使附著气体蒸发掉，当泵内的压力回到一大气压，再通以干燥氮气，直到原来80K调节板的挡墙温度升到常温。这个过程即称为再生（regeneration）。工艺腔内最不容易除去的气体是氦（He），其次是氢气（H2），因为氦和氢气的平衡蒸气压，即使到极低的温度仍然存在。（八）、溅射离子泵溅射离子泵（sputterionpump,SIP）的作用和溅射工艺类似。利用惰性气体氩（Ar）电离为Ar+,以Ar

8、+轰击阴极钛（Ti）（或铝合金的阴极）飞溅出钛以捕捉气体分子。二极之间电压约为3-7500伏。磁场用来提高离子浓度。泵室壁也可以形成第三个电极，也可提高真空度。溅射离子泵可产生极高的真空度，它的设计简单，没有移动的零件。无磨损，无震动。最适合作加速器和分析机器抽真空之用。阀门