Кріонасос - це вакуумний насос, який використовує низькотемпературну поверхню для конденсації газу, також відомий як конденсатний насос. Кріонасос може отримати чистий вакуум з найвищою швидкістю відкачування та найнижчим граничним тиском, і широко використовується в дослідженнях та виробництві напівпровідників та інтегральних схем, а також у дослідженні молекулярних пучків, обладнання для вакуумного нанесення покриттів, інструментів для вакуумного аналізу поверхні, іонів. імплантатори та пристрої космічного моделювання тощо аспект.
принцип перекачування
Усередині кріонасоса знаходиться холодна пластина, охолоджена до дуже низької температури рідким гелієм або холодильником. Він конденсує газ і підтримує тиск пари конденсату нижче граничного тиску насоса, щоб досягти ефекту відкачування. Основними функціями низькотемпературної перекачування є низькотемпературна конденсація, низькотемпературна адсорбція та низькотемпературне захоплення.
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.
Якщо тиск пари водню дорівнює атмосферному тиску при 20 К, то рівноважний тиск адсорбції нижчий за Ра при поглинанні водню активованим вугіллям 20 К. Це дає можливість здійснювати відкачування методом кріогенної адсорбції при більш високих температурах.
③Cryogenic trapping: Gas molecules that cannot be condensed at the extraction temperature are buried and adsorbed by the growing layer of condensable gas.
Взагалі кажучи, граничний тиск насоса - це тиск пари конденсованого газу при температурі холодної пластини. При температурі 120 К тиск пари води вже нижчий за Па. При температурі 20 К, крім гелію, неону та водню, тиск пари інших газів також нижчий за Па.
Однак через різні температури контейнера, що перекачується, і кріогенної холодної плити граничний тиск насоса вище тиску пари конденсату.
Для посудини кімнатної температури з кріопанеллю 20 К граничний тиск насоса приблизно в 4 рази перевищує тиск пари конденсату.