קריופומפ היא משאבת ואקום המשתמשת במשטח בטמפרטורה נמוכה כדי לדחוס גז, הידוע גם בשם משאבת עיבוי. Cryopump יכול להשיג ואקום נקי עם קצב השאיבה הגבוה ביותר ואת הלחץ האולטימטיבי הנמוך ביותר, והוא נמצא בשימוש נרחב במחקר וייצור של מוליכים למחצה ומעגלים משולבים, כמו גם מחקר קרן מולקולרית, ציוד ציפוי ואקום, מכשירים לניתוח משטח ואקום, שתלים יונים והתקני סימולציה בחלל, וכו 'היבט.
עיקרון שאיבה
בתוך cryopump הוא צלחת קרה מקורר לטמפרטורה נמוכה מאוד על ידי הליום נוזלי או מקרר. זה מעבות את הגז ושומר על לחץ האדים של העיבוי מתחת ללחץ האולטימטיבי של המשאבה, כדי להשיג את אפקט השאיבה. הפונקציות העיקריות של שאיבת טמפרטורה נמוכה הן עיבוי בטמפרטורה נמוכה, ספיחה בטמפרטורה נמוכה ולכידת טמפרטורה נמוכה.
(1) עיבוי בטמפרטורה נמוכה: מולקולות גז מתעבות על פני השטח של הצלחת הקרה או על שכבת הגז המרוכזת, ולחץ שיווי המשקל שווה בעצם ללחץ האדים של העיבוי. בעת שאיבת אוויר, הטמפרטורה של הצלחת הקרה חייבת להיות נמוכה מ 25K; בעת שאיבת מימן, הטמפרטורה של הצלחת הקרה נמוכה יותר. עובי שכבת עיבוי העיבוי וההפקה בטמפרטורה נמוכה יכול להגיע לכ -10 מ"מ.
(2) ספיחה בטמפרטורה נמוכה: מולקולות הגז נספגות על פני השטח של הספיחה המצופה על הצלחת הקרה בעובי של שכבה חד-מולקולרית (בסדר גודל של סנטימטרים). לחץ שיווי המשקל לספיחה נמוך בהרבה מלחץ האדים באותה טמפרטורה.
אם לחץ האדים של מימן שווה ללחץ אטמוספרי ב 20K, לחץ שיווי המשקל של ספיחה נמוך יותר מאשר Pa בעת ספיגת מימן עם 20K פחמן מופעל. זה מאפשר לבצע שאיבה על ידי ספיחה קריוגנית בטמפרטורות גבוהות יותר.
(3) לכידה קריוגנית: מולקולות גז שלא ניתן לדחוס בטמפרטורת החילוץ קבורות וספיחה על ידי השכבה ההולכת וגדלה של גז מעובה.
באופן כללי, הלחץ האולטימטיבי של המשאבה הוא לחץ האדים של הגז המרוכז בטמפרטורת הצלחת הקרה. כאשר הטמפרטורה היא 120K, לחץ האדים של מים הוא כבר נמוך יותר מאשר אבא. בטמפרטורה של 20,000, למעט הליום, ניאון ומימן, לחצי האדים של גזים אחרים נמוכים גם הם מפא.
עם זאת, בשל הטמפרטורות השונות של המיכל השאוב ואת צלחת קרה קריוגני, הלחץ האולטימטיבי של המשאבה הוא גבוה יותר מאשר לחץ האדים של עיבוי.
עבור כלי בטמפרטורת החדר, עם קריופאנל של 20K, הלחץ האולטימטיבי של המשאבה הוא בערך פי 4 מלחץ האדים של העיבוי.