低溫（wēn）泵(cryopump)
利用低溫表麵冷（lěng）凝氣體的真空泵，又稱冷凝泵。低（dī）溫泵是獲得清潔真（zhēn）空的極限壓力最低（dī）、抽氣速率最大的真空（kōng）泵（bèng），廣泛應用於半導體和集成電路的研究和生產，以及分子束（shù）研究、真空鍍膜設備、真空表麵分析儀器、離子注入機和空間模擬裝置等方麵。
抽氣原理在低（dī）溫泵內設有由液氦或製（zhì）冷（lěng）機（jī）冷卻到極（jí）低（dī）溫度的冷板。它使氣體凝結，並保持凝結物的蒸汽壓力低於泵的極限壓力，從而達到（dào）抽氣作用。低溫抽氣的主要作用（yòng）是低溫冷凝、低溫吸附和低溫捕（bǔ）集。①低溫（wēn）冷凝：氣體分子冷凝在冷（lěng）板表（biǎo）麵（miàn）上或冷凝在（zài）已冷凝的氣體層上，其平衡壓力基本上等於冷凝物的蒸氣壓。抽空氣時，冷板溫度必須低於（yú）25K;抽氫（qīng）時，冷板（bǎn）溫度更低。低溫冷凝抽氣冷凝層厚度（dù）可達10毫米左右。②低溫吸（xī）附：氣體分子以一個單分（fèn）子層（céng）厚(10-8厘（lí）米數量級)被吸附到塗在冷板上的（de）吸（xī）附劑表麵上。吸附的平衡壓力（lì）比相同溫度下的蒸氣壓力低得多。如在20K時氫的蒸（zhēng）氣壓力等（děng）於大氣壓力，用20K的活性炭吸氫時吸（xī）附平衡壓力則低於10-8帕。這樣就可能在較高溫（wēn）度下（xià）通過低溫（wēn）吸附（fù）來進行抽氣。③低溫捕集：在抽（chōu）氣溫度下不能冷凝的氣（qì）體分子，被不斷增長的可冷凝氣體層埋葬和吸附。
一般說來（lái），泵的極限壓力就是冷板溫度下的被冷凝氣體的蒸氣壓力。溫度為120K時，水的蒸氣壓已低於10-8帕。溫度為20K時（shí），除氦、氖和氫（qīng）外，其（qí）他氣體的蒸氣壓也低於10-8帕。但由於被抽容器和低溫冷板的溫度不同，泵的極限壓力高於冷凝物的蒸（zhēng）氣壓。對於室溫下的容器，低溫板為20K時，泵的極限壓力約為冷凝物蒸氣壓力的4倍。
類型低溫泵分為注入式液氦低溫泵和閉路循環氣氦製（zhì）冷機低溫泵兩種。
低溫泵的原理與分類是什麽
①注入式液氦低溫泵：主要（yào）由液氦容器（qì）、泵體和連接（jiē）擋板的（de）液氮腔（qiāng）體等部分組成。為了減少液氦消耗，液氦容器的外壁采用（yòng）雙層保溫壁並在其間抽成真空。當泵被預抽到10-6帕壓（yā）力（lì）時灌入液氮和液氦，氣體凝結在4.2K的工作冷板（bǎn）上。經預抽使氦氫（qīng）分壓到10-12帕（pà）數量（liàng）級，故泵可獲得10-11帕以下的極限壓力。如（rú）果把液氦容（róng）器抽真空減壓（yā）到（dào）6650帕，液氦溫度可降到2.3K，則可得到更低的極限（xiàn）壓力。
②閉路循（xún）環氣（qì）氦製冷機低溫泵：它是70年代出現的新型低溫泵(圖)。這種（zhǒng）泵不消耗氦氣、操作簡便，易於維修，應用日（rì）漸廣泛。製冷機的（de）製冷介質為（wéi）氣氦，一級冷板溫度為50～100K，用來冷凝水蒸汽和預（yù）冷其他氣體;二級冷板溫度為10～20K，用來冷凝氮、氧和氬等（děng）氣體。在二級冷板的內表麵塗以活性炭。活性炭的比表麵積為500～2500米2/克，在低溫下對氦、氖和氫有（yǒu）很強的吸附能力。冷板由（yóu）無氧銅製成，表麵拋光達到鏡麵程度，以減（jiǎn）小輻射係數。泵的極限（xiàn）壓力為10-7～10-8帕，工作壓力範（fàn）圍為10-1～10-7帕，要求預抽壓力為1帕。製成的產品抽氣速率已達60000升/秒(1升=10-3米3)。此外，尚可根據工藝的特點（diǎn）把抽氣冷板安排在被抽容器內，其抽氣速率可達到106升/秒以上。
熱負載低油泵的（de）熱（rè）負載（zǎi）主要是氣體的凝結熱和（hé）周圍壁麵對工作（zuò）冷板的輻射熱。凝結（jié）熱與氣（qì）體種類有關，對於80K、133.322帕•升（shēng）的氮氣冷凝在20K冷（lěng）板上的凝結熱為0.3～0.6焦耳。工作冷板（bǎn）接受的（de）輻射熱與周圍壁麵板溫度和工作冷板（bǎn）溫度兩者4次方之差成正比。因此，4.2K和20K工作冷板均用（yòng）50～100K的冷板來屏蔽，以（yǐ）減少工作冷板所接受的輻（fú）射熱。
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