Una criobomba es una bomba de vacío que utiliza una superficie de baja temperatura para condensar gas, también conocida como bomba de condensado. La criobomba puede obtener un vacío limpio con la mayor tasa de bombeo y la presión final más baja, y es ampliamente utilizada en la investigación y producción de semiconductores y circuitos integrados, así como en la investigación de haces moleculares, equipos de recubrimiento al vacío, instrumentos de análisis de superficie de vacío, implantadores de iones y dispositivos de simulación espacial, etc. aspecto.
principio de bombeo
Dentro de la criobomba hay una placa fría enfriada a una temperatura muy baja por helio líquido o un refrigerador. Condensa el gas y mantiene la presión de vapor del condensado por debajo de la presión final de la bomba, para lograr el efecto de bombeo. Las principales funciones del bombeo a baja temperatura son la condensación a baja temperatura, la adsorción a baja temperatura y la captura a baja temperatura.
(1) Condensación a baja temperatura: las moléculas de gas se condensan en la superficie de la placa fría o en la capa de gas condensada, y la presión de equilibrio es básicamente igual a la presión de vapor del condensado. Al bombear aire, la temperatura de la placa fría debe ser inferior a 25K; al bombear hidrógeno, la temperatura de la placa fría es menor. El espesor de la capa de condensación y extracción de baja temperatura puede alcanzar unos 10 mm.
(2) Adsorción a baja temperatura: Las moléculas de gas se adsorben en la superficie del adsorbente recubierto en la placa fría con un grosor de una capa monomolecular (en el orden de centímetros). La presión de equilibrio para la adsorción es mucho menor que la presión de vapor a la misma temperatura.
Si la presión de vapor del hidrógeno es igual a la presión atmosférica a 20K, la presión de equilibrio de adsorción es menor que pa cuando se absorbe hidrógeno con carbón activado de 20K. Esto permite realizar el bombeo por adsorción criogénica a temperaturas más altas.
(3) Atrapamiento criogénico: Las moléculas de gas que no se pueden condensar a la temperatura de extracción son enterradas y adsorbidas por la capa creciente de gas condensable.
En términos generales, la presión final de la bomba es la presión de vapor del gas condensado a la temperatura de la placa fría. Cuando la temperatura es de 120K, la presión de vapor del agua ya es más baja que Pa. A una temperatura de 20K, a excepción del helio, el neón y el hidrógeno, las presiones de vapor de otros gases también son más bajas que el Pa.
Sin embargo, debido a las diferentes temperaturas del recipiente bombeado y la placa fría criogénica, la presión final de la bomba es más alta que la presión de vapor del condensado.
Para un recipiente a temperatura ambiente, con un criopanel de 20K, la presión final de la bomba es aproximadamente 4 veces la presión de vapor del condensado.