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    真空鍍膜機中油擴散泵的工作原理

    作者: 來源: 日期:2016-03-21 11:12:45 人氣:2733

            油擴散泵的應用壓強范圍是10-1帕-10-7帕,它是利用氣體的擴散現象來排氣的,它具有結構簡單,操作方便,抽速大(最高可以達到10+5升/秒)等特點。油擴散泵主要由泵殼、噴嘴、導流管和加熱器組成,里面主要添加擴散泵油(日本的型號是D-704#),根據噴嘴的多少可以分為單級泵和多級泵。 

            擴散泵底部內儲存有擴散泵油,上部為進氣口,右側旁下部為出氣口,在工作時出氣口由機械泵提供前置壓強,機械泵充當前置泵。 

            當擴散泵的油被電爐加熱時,產生的油蒸汽提供前置壓強,機械泵充當前置泵。當擴散泵油被電爐加熱時,產生的油蒸汽沿著導流管經傘形噴嘴向下噴出。因噴嘴外面有機械泵提供的1-10-1帕的真空,故油蒸汽可噴出一段距離,構成一個向出氣口方向運動的射流。射流最后碰上由冷卻水冷卻的泵壁,凝結為液體,流回蒸發器,即靠油的蒸發——噴射——凝結,重復循環來實現抽氣的。 

             由進氣口進入泵內的氣體分子,一旦落入蒸汽流中,便獲得向下運動的動量,向下飛去,由于射流具有高的流速(約200米/秒),高的蒸汽密度,且擴散泵油具有高的分子量(300-500)故能有效的帶走氣體分子,因此在射流的界面內,氣體分子不可能長期滯留,且在射流界面的兩邊,被抽氣體有很大的濃度差,正是因為這個濃度差被抽氣體能不斷的越過界面,擴散進入射流中,被帶往出口處,在出口處再由機械泵抽走。 

             擴散泵的油蒸汽壓是決定泵的極限真空的重要因素,因此盡量選用飽和蒸汽壓低的泵油,其化學特性要好。 

             擴散泵不能單獨用來抽氣,一般要求泵的最大出口壓強為40帕。擴散泵的抽速決定于第一級噴嘴與泵體進氣口口徑間環形面積的大小,抽速不是一恒定的值,而是隨著進氣口的壓強而變化的,當壓強在10-2~10-3帕的時候,擴散泵的抽氣速度是最快的,當壓強小于5*10-4帕之后,擴散泵的抽氣速度最小,幾乎沒有抽氣能力(此時,進氣口的壓強較高,由于空氣的密度較大,使蒸汽流形成不了高速射流以阻擋空氣的反擴散,所以抽速下降)。 

            擴散泵在安裝前要清洗,之后才可以裝入擴散油,油在加熱前,必須要先對泵抽真空,停機前要先將擴散泵油冷卻到60~70攝氏度,才可以關閉前級抽氣,最后關冷卻水。 

           由于油擴散泵是無法杜絕有返油的幾率,那么沒有辦法保證精密產品的100%純凈,特別是半導體行業,所以就有“高真空冷凝泵+低真空機械泵”所組成的無油真空系統,冷凝泵組成的排氣系統不僅排氣效率極高,而且有效保證真空腔的清潔,保證產品的質量(避免產品被污染、增強膜層與基板之間的附著力),但是其維護成本非常的高,造價昂貴,所以普及率沒有油擴散泵廣泛。 

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