油擴(kuò)散真空泵的應(yīng)用

　　油擴(kuò)散真空泵(簡稱擴(kuò)散泵)也是用來獲得高真空或超真空的主要設(shè)備，它屬于射流真空泵，采用低壓高速油蒸氣的氣流作為工作介質(zhì)。其工作壓力范圍為10^-1～10^-6Pa，極限真空可達(dá)到10^-8 Pa。擴(kuò)散泵的抽氣速率從數(shù)升每秒到十幾萬升每秒。其優(yōu)點(diǎn)是對各種氣體抽氣無選擇性、結(jié)構(gòu)簡單、無機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件、操作方便、成本低、使用壽命長、便于維護(hù)。油擴(kuò)散泵和其他高真空泵或超高真空泵相比的缺點(diǎn)是會造成油蒸氣污染，抽氣效力低，需要循環(huán)水冷卻。擴(kuò)散泵普遍應(yīng)用于掃描電子顯微鏡、早期電子束曝光設(shè)備和離子鍍膜設(shè)備等。

　　油擴(kuò)散泵主要由泵體、冷卻帽、噴嘴、蒸氣流導(dǎo)管、工作介質(zhì)(泵油)和加熱器等組成。隨著工藝的不斷改進(jìn)，目前一般把油擴(kuò)散泵做成多級結(jié)構(gòu)。擴(kuò)散泵油鍋中的泵油被電爐絲加熱器加熱，使泵油沸騰蒸發(fā)而產(chǎn)生大量的油蒸氣。由于容器內(nèi)已經(jīng)由前極泵預(yù)抽真空，壓力較低，泵油可以在200℃左右蒸發(fā)。油蒸氣經(jīng)導(dǎo)流管進(jìn)入多級傘形噴嘴形成高速蒸氣流，然后由各級傘形噴嘴飛速噴出。由于擴(kuò)散泵抽氣口附近被抽氣體和蒸氣流中的氣流形成壓力差，所以被抽氣體分子就很容易地?cái)U(kuò)散到蒸氣射流內(nèi)部。油蒸氣和被抽氣體分子相互撞擊，使被抽氣體分子沿蒸氣射流方向產(chǎn)生高速運(yùn)動(dòng)。由于氣體受到蒸氣流作用，在泵壁上來回反射，經(jīng)過數(shù)次反射碰撞后，氣體分子被壓縮到低真空端，最后被前級真空泵抽走。工作油蒸氣在冷卻泵壁上被冷凝后又返回到油鍋中重新被加熱，噴嘴和泵壁間就形成了穩(wěn)定的蒸氣流。

　　油擴(kuò)散泵在接入系統(tǒng)工作時(shí)，即使采用飽和蒸氣壓低的泵油，同時(shí)在泵口安裝冷阱，依然存在部分油蒸氣返流到高真空端，對被抽系統(tǒng)造成污染。另外，加熱油蒸氣的消耗功率大、效率低(只能達(dá)到70％左右)，在不加特殊措施情況下很難取得較清潔的真空。所以，目前大多數(shù)電子束曝光機(jī)都不采用這類真空泵。

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