Криопомпата е вакуумна помпа, която използва повърхност с ниска температура за кондензиране на газ, известна още като кондензатна помпа. Криопомпата може да получи чист вакуум с най-висока скорост на изпомпване и най-ниско крайно налягане и се използва широко в изследванията и производството на полупроводници и интегрални схеми, както и при изследвания на молекулярни лъчи, оборудване за вакуумно покритие, инструменти за вакуумен повърхностен анализ, йонни импланти и устройства за симулация на пространство и др. аспект.
принцип на изпомпване
Вътре в криопомпата има студена плоча, охладена до много ниска температура от течен хелий или хладилник. Той кондензира газа и поддържа налягането на парите на кондензата под крайното налягане на помпата, за да се постигне ефект на изпомпване. Основните функции на нискотемпературното изпомпване са нискотемпературна кондензация, нискотемпературна адсорбция и нискотемпературно улавяне.
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.
Ако налягането на парите на водорода е равно на атмосферното налягане при 20K, равновесното налягане на адсорбция е по-ниско от Pa при абсорбиране на водород с 20K активен въглен. Това прави възможно извършването на изпомпване чрез криогенна адсорбция при по-високи температури.
③Cryogenic trapping: Gas molecules that cannot be condensed at the extraction temperature are buried and adsorbed by the growing layer of condensable gas.
Най-общо казано, крайното налягане на помпата е налягането на парите на кондензирания газ при температурата на студената плоча. Когато температурата е 120K, налягането на парите на водата вече е по-ниско от Pa. При температура от 20K, с изключение на хелия, неона и водорода, парното налягане на другите газове също е по-ниско от Pa.
Въпреки това, поради различните температури на изпомпвания контейнер и криогенната студена плоча, крайното налягане на помпата е по-високо от налягането на парите на кондензата.
За съд при стайна температура, с криопанел от 20K, крайното налягане на помпата е около 4 пъти по-голямо от парното налягане на кондензата.