크라이오 펌프는 응축수 펌프라고도 하는 가스를 응축하기 위해 저온 표면을 사용하는 진공 펌프입니다. 크라이오펌프는 가장 높은 펌핑 속도와 가장 낮은 극한 압력으로 깨끗한 진공을 얻을 수 있으며 반도체 및 집적 회로의 연구 및 생산은 물론 분자 빔 연구, 진공 코팅 장비, 진공 표면 분석 장비, 이온 주입기 및 공간 시뮬레이션 장치 등 측면.
펌핑 원리
크라이오펌프 내부에는 액체 헬륨이나 냉장고에 의해 매우 낮은 온도로 냉각된 냉각판이 있습니다. 가스를 응축하고 응축수의 증기압을 펌프의 최종 압력 이하로 유지하여 펌핑 효과를 얻습니다. 저온 펌핑의 주요 기능은 저온 응축, 저온 흡착 및 저온 포집입니다.
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.
수소의 증기압이 20K에서 대기압과 같으면 20K 활성탄으로 수소를 흡수할 때 흡착 평형 압력은 Pa보다 낮습니다. 이것은 더 높은 온도에서 극저온 흡착에 의해 펌핑을 수행하는 것을 가능하게 합니다.
③Cryogenic trapping: Gas molecules that cannot be condensed at the extraction temperature are buried and adsorbed by the growing layer of condensable gas.
일반적으로 말해서 펌프의 극한 압력은 냉각판의 온도에서 응축된 가스의 증기압입니다. 온도가 120K일 때 물의 증기압은 이미 Pa보다 낮습니다. 20K의 온도에서는 헬륨, 네온 및 수소를 제외한 다른 기체의 증기압도 Pa보다 낮습니다.
그러나 펌핑된 용기와 극저온 냉각판의 온도가 다르기 때문에 펌프의 최종 압력은 응축수의 증기압보다 높습니다.
20K의 크라이오패널이 있는 실온의 용기의 경우 펌프의 최종 압력은 응축수 증기압의 약 4배입니다.