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真空镀膜机油扩散泵的应用压力范围为10-1Pa-10-7Pa,利用气体的扩散现象排出。它具有结构简单、操作方便、泵速大(可达10+5L/s)的特点。主要由多级油泵、扩散器泵和喷嘴(d-4#)按日本型号组成。
扩散泵油储存在扩散泵的底部,上部为进气口,右侧下部为排气口。在运行过程中,机械泵为出风口提供预压,作为预泵。
当扩散泵的油被电炉加热时,产生的油蒸汽提供预压,机械泵作为预泵。当扩散泵油被电炉加热时,产生的油蒸汽通过伞嘴沿导管向下喷射。由于喷嘴外的机械泵提供1-10-1 PA的真空,油蒸汽可以喷射一定距离,形成向排气口移动的射流。射流最终接触冷却水冷却的泵壁,冷凝成液体流回蒸发器,即通过油蒸发射流冷凝和反复循环实现抽气。
一旦从进气口进入泵的气体分子落入蒸汽流中,它们将获得向下运动的动量并向下飞行。由于射流具有高流速(约200m/s)、高蒸汽密度和高分子量(300-500)的扩散泵油,可有效带走气体分子。因此,气体分子不能长时间停留在射流界面上,在射流界面两侧,萃取气体的浓度差异很大。正是由于这种浓度差异,提取的气体可以连续穿过界面,扩散到射流中,被带到出口,然后被出口处的机械泵抽走。
扩散泵的油蒸汽压是决定泵极限真空的重要因素。因此,应尽量选用饱和蒸汽压较低的泵油,其化学特性应较好。
扩散泵不能单独用于抽气。通常,泵的出口压力要求为40 PA。扩散泵的泵送速度取决于第 一级喷嘴和泵体进口直径之间的环形区域。泵送速度不是一个恒定值,而是随入口压力而变化。当压力为10-2~10-3pa时,扩散泵的抽速最快。当压力小于5*10-4Pa时,扩散泵的泵送速度最小,几乎没有泵送能力(此时进气口压力较高)。由于空气密度高,蒸汽流无法形成高速射流以阻止空气的反扩散,因此泵速降低)。
扩散泵安装前应清洗干净,方可装入扩散油。在加热机油之前,必须对泵抽真空。停机前,扩散泵油必须冷却至60~70℃,关闭前级抽气,最后关闭冷却水。
由于油扩散泵无法消除回油的可能性,因此无法确保精密产品的100%纯度,尤其是在半导体行业。因此,有“高真空凝结水泵+低真空机械泵”组成的无油真空系统。冷凝泵组成的排气系统不仅排气效率高,而且能有效地保证真空室的清洁度,保证产品质量(避免产品污染,增强薄膜与基材的附着力),但其维护成本非常高且昂贵,因此,渗透率没有扩散泵的渗透率宽。