氣氛爐抽真空的幾種方式

活塞式真空泵抽真空

• 工作原理：利用活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運動，改變氣缸的容積

  ，從而實現(xiàn)吸氣和排氣過程

  。當(dāng)活塞向外運動時，氣缸容積增大

  ，腔內(nèi)壓力降低

  ，氣體從被抽容器通過吸氣閥進(jìn)入氣缸；當(dāng)活塞向內(nèi)運動時

  ，氣缸容積減小

  ，氣體被壓縮，壓力升高

  ，通過排氣閥排出氣缸

  ，如此循環(huán)達(dá)到抽真空的目的。

• 特點：結(jié)構(gòu)相對簡單

  ，制造和維護(hù)成本較低

  ，適用于對真空度要求不特別高的場合，可獲得的極限真空度一般在 102 - 103Pa 左右

  。但抽氣速度相對較慢

  ，且在較高真空度下，由于氣體稀薄

  ，抽氣效率會顯著降低

  。

旋片式真空泵抽真空

• 工作原理：主要由定子

  、轉(zhuǎn)子、旋片等部件組成

  。轉(zhuǎn)子偏心地安裝在定子腔內(nèi)

  ，轉(zhuǎn)子槽內(nèi)裝有旋片，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時

  ，旋片在離心力和彈簧力的作用下緊貼定子內(nèi)壁滑動

  。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，完成一次吸氣

  、壓縮和排氣過程

  。隨著轉(zhuǎn)子的連續(xù)轉(zhuǎn)動，不斷地將氣體從被抽容器中抽出并排出泵外

  ，從而使容器內(nèi)的壓力逐漸降低

  ，達(dá)到抽真空的目的。

• 特點：具有體積小

  、重量輕

  、抽氣速率快、噪音低等優(yōu)點

  ，能在較寬的壓力范圍內(nèi)有較高的抽氣速率

  ，極限真空度一般可達(dá) 10?2 - 10?3Pa，適用于對真空度要求較高的氣氛爐

  。不過

  ，它對被抽氣體中的灰塵和水汽比較敏感，需要配備相應(yīng)的過濾和干燥裝置

  。

羅茨真空泵抽真空

• 工作原理：羅茨真空泵的泵腔內(nèi)有兩個 “8" 字形的轉(zhuǎn)子

  ，它們相互嚙合但不接觸，由同步齒輪帶動做反向等速旋轉(zhuǎn)

  。在旋轉(zhuǎn)過程中

  ，轉(zhuǎn)子與泵殼之間形成封閉空間，氣體從進(jìn)氣口進(jìn)入這些封閉空間

  ，隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動

  ，封閉空間內(nèi)的氣體被輸送到排氣口排出，從而實現(xiàn)抽氣過程

  。由于羅茨真空泵的抽氣過程主要是靠轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)來推動氣體

  ，而不是靠壓縮氣體來排氣，所以它在較低壓力下仍能保持較高的抽氣速率

  。

• 特點：最大的特點是在高真空區(qū)域有很高的抽氣速率

  ，能大大縮短抽真空的時間，通常與旋片式真空泵等前級泵配合使用

  ，組成機組

  ，可獲得 10?3 - 10??Pa 甚至更高的真空度

  ，適用于需要快速獲得高真空度的氣氛爐，但羅茨真空泵不能單獨從大氣壓下開始抽氣

  ，必須有前級泵配合

  。

擴散泵抽真空

• 工作原理：以低壓、高速運動的油或汞蒸汽流作為工作介質(zhì)

  ，當(dāng)被抽氣體分子擴散到蒸汽流中時

  ，會被蒸汽流攜帶到泵的出口，然后由前級泵抽走

  。在擴散泵內(nèi)

  ，蒸汽從噴口高速噴出，在泵壁附近形成低壓區(qū)域

  ，被抽氣體分子由于壓力差而向低壓區(qū)域擴散

  ，并被蒸汽流帶向泵的下部，通過排氣口排出泵外

  。

• 特點：可以獲得的真空度

  ，通常能達(dá)到 10?? - 10??Pa 甚至更低，適用于對真空度要求的氣氛爐
  ，如用于半導(dǎo)體制造
  、真空鍍膜等領(lǐng)域的氣氛爐。但擴散泵需要有前級泵來維持其前級壓力
  ，且工作時需要加熱油或汞等工作介質(zhì)

  ，啟動時間較長

  ，對工作環(huán)境和操作要求較高

  。

分子泵抽真空

• 工作原理：利用高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子與氣體分子之間的碰撞和動量傳遞來抽氣。轉(zhuǎn)子上有許多傾斜的葉片

  ，當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時

  ，氣體分子與葉片發(fā)生碰撞，被葉片帶著向排氣口方向運動

  ，從而實現(xiàn)抽氣

  。分子泵在高真空下，氣體分子的平均自由程較大

  ，分子與葉片的碰撞概率增加

  ，抽氣。

• 特點：抽氣速度快

  ，能在短時間內(nèi)達(dá)到高真空度

  ，極限真空度可達(dá)到 10?? - 10??Pa，且對清潔的氣體有很好的抽氣效果

  ，適用于對真空度和清潔度要求的氣氛爐

  ，如在一些科研實驗和精密儀器制造中的氣氛爐

  。不過，分子泵價格較高

  ，對使用環(huán)境和操作要求嚴(yán)格

  ，且不能抽除高沸點的蒸汽和含顆粒的氣體。

綜上所述