O criopompă este o pompă de vid care utilizează o suprafață de temperatură scăzută pentru a condensa gazul, cunoscută și sub numele de pompă de condens. Criopompa poate obține un vid curat cu cea mai mare viteză de pompare și cea mai scăzută presiune finală și este utilizată pe scară largă în cercetarea și producția de semiconductori și circuite integrate, precum și în cercetarea fasciculului molecular, echipamente de acoperire în vid, instrumente de analiză a suprafeței în vid, ion implantare și dispozitive de simulare spațială etc. aspect.
principiul de pompare
În interiorul criopompei se află o placă rece răcită la o temperatură foarte scăzută de heliu lichid sau un frigider. Condensează gazul și menține presiunea de vapori a condensului sub presiunea finală a pompei, astfel încât să se realizeze efectul de pompare. Principalele funcții ale pompei la temperatură joasă sunt condensarea la temperatură scăzută, adsorbția la temperatură scăzută și captarea temperaturii scăzute.
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.
Dacă presiunea de vapori a hidrogenului este egală cu presiunea atmosferică la 20K, presiunea de echilibru de adsorbție este mai mică decât Pa la absorbția hidrogenului cu cărbune activ de 20K. Acest lucru face posibilă efectuarea de pompare prin adsorbție criogenică la temperaturi mai ridicate.
③Cryogenic trapping: Gas molecules that cannot be condensed at the extraction temperature are buried and adsorbed by the growing layer of condensable gas.
În general, presiunea finală a pompei este presiunea de vapori a gazului condensat la temperatura plăcii reci. Când temperatura este de 120K, presiunea de vapori a apei este deja mai mică decât Pa. La o temperatură de 20K, cu excepția heliului, neonului și hidrogenului, presiunile de vapori ale altor gaze sunt, de asemenea, mai mici decât Pa.
Cu toate acestea, din cauza temperaturilor diferite ale recipientului pompat și ale plăcii rece criogenice, presiunea finală a pompei este mai mare decât presiunea de vapori a condensului.
Pentru un vas la temperatura camerei, cu un criopanou de 20K, presiunea finală a pompei este de aproximativ 4 ori presiunea de vapori a condensului.