Kriopumpa je vakuumska pumpa koja koristi površinu niske temperature za kondenzaciju gasa, poznata i kao kondenzatna pumpa. Kriopumpa može postići čisti vakuum s najvećom brzinom pumpanja i najnižim krajnjim pritiskom, a široko se koristi u istraživanju i proizvodnji poluvodiča i integriranih kola, kao i u istraživanju molekularnog snopa, vakuumskoj opremi za oblaganje, instrumentima za analizu površine vakuuma, joni. implantati i uređaji za simulaciju prostora, itd. aspekt.
princip pumpanja
Unutar kriopumpe nalazi se hladna ploča koja se hladi na vrlo nisku temperaturu tečnim helijumom ili frižiderom. Kondenzira gas i održava pritisak pare kondenzata ispod krajnjeg pritiska pumpe, kako bi se postigao efekat pumpanja. Glavne funkcije niskotemperaturnog pumpanja su niskotemperaturna kondenzacija, niskotemperaturna adsorpcija i hvatanje niske temperature.
① Low temperature condensation: gas molecules condense on the surface of the cold plate or on the condensed gas layer, and the equilibrium pressure is basically equal to the vapor pressure of the condensate. When pumping air, the temperature of the cold plate must be lower than 25K; when pumping hydrogen, the temperature of the cold plate is lower. The thickness of the low-temperature condensation and extraction condensation layer can reach about 10 mm.
②Low temperature adsorption: The gas molecules are adsorbed on the surface of the adsorbent coated on the cold plate with a thickness of a monomolecular layer (in the order of centimeters). The equilibrium pressure for adsorption is much lower than the vapor pressure at the same temperature.
Ako je pritisak pare vodika jednak atmosferskom pritisku na 20K, ravnotežni pritisak adsorpcije je niži od Pa kada se vodonik apsorbuje sa 20K aktivnim ugljem. Ovo omogućava izvođenje pumpanja kriogenom adsorpcijom na višim temperaturama.
③Cryogenic trapping: Gas molecules that cannot be condensed at the extraction temperature are buried and adsorbed by the growing layer of condensable gas.
Uopšteno govoreći, krajnji pritisak pumpe je pritisak pare kondenzovanog gasa na temperaturi hladne ploče. Kada je temperatura 120K, pritisak pare vode je već niži od Pa. Na temperaturi od 20K, osim helijuma, neona i vodonika, pritisci pare drugih gasova su takođe niži od Pa.
Međutim, zbog različitih temperatura pumpanog kontejnera i kriogene hladne ploče, krajnji pritisak pumpe je veći od pritiska pare kondenzata.
Za posudu na sobnoj temperaturi, sa kriopanelom od 20K, krajnji pritisak pumpe je oko 4 puta veći od pritiska pare kondenzata.