Kriopump to pompa próżniowa, która wykorzystuje powierzchnię o niskiej temperaturze do skraplania gazu, znaną również jako pompa kondensatu. Pompa krioptyczna może uzyskać czystą próżnię z najwyższą szybkością pompowania i najniższym ciśnieniem końcowym i jest szeroko stosowana w badaniach i produkcji półprzewodników i układów scalonych, a także w badaniach wiązek molekularnych, urządzeniach do powlekania próżniowego, przyrządach do próżniowej analizy powierzchni, jonach implantatory i urządzenia do symulacji przestrzeni itp. aspekt.
zasada pompowania
Wewnątrz pompy kriogenicznej znajduje się zimna płyta chłodzona do bardzo niskiej temperatury ciekłym helem lub lodówką. Kondensuje gaz i utrzymuje ciśnienie pary kondensatu poniżej ciśnienia końcowego pompy, aby osiągnąć efekt pompowania. Główne funkcje pompowania w niskiej temperaturze to kondensacja w niskiej temperaturze, adsorpcja w niskiej temperaturze i wychwytywanie w niskiej temperaturze.
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.
Jeśli prężność pary wodoru jest równa ciśnieniu atmosferycznemu w 20K, ciśnienie równowagi adsorpcji jest niższe niż Pa podczas absorbowania wodoru z węglem aktywnym 20K. Umożliwia to wykonanie pompowania przez adsorpcję kriogeniczną w wyższych temperaturach.
③Cryogenic trapping: Gas molecules that cannot be condensed at the extraction temperature are buried and adsorbed by the growing layer of condensable gas.
Ogólnie rzecz biorąc, ciśnienie końcowe pompy to ciśnienie pary skroplonego gazu w temperaturze płyty zimnej. Gdy temperatura wynosi 120K, prężność pary wodnej jest już niższa niż Pa. W temperaturze 20K, z wyjątkiem helu, neonu i wodoru, prężności par innych gazów są również niższe niż Pa.
Jednak ze względu na różne temperatury przepompowywanego zbiornika i kriogenicznej płyty zimnej, ciśnienie końcowe pompy jest wyższe niż ciśnienie pary kondensatu.
W przypadku naczynia o temperaturze pokojowej, z kriopanelem o temperaturze 20K, ciśnienie końcowe pompy jest około 4 razy większe niż ciśnienie pary kondensatu.