Криопумпа је вакуумска пумпа која користи површину ниске температуре за кондензацију гаса, позната и као кондензатна пумпа. Криопумпа може да добије чист вакуум са највећом брзином пумпања и најнижим крајњим притиском, и широко се користи у истраживању и производњи полупроводника и интегрисаних кола, као и у истраживању молекуларног снопа, опреме за вакуумско облагање, инструмената за анализу површине вакуума, јона. имплантати и уређаји за симулацију простора и др. аспект.
принцип пумпања
Унутар криопумпе је хладна плоча која се хлади на веома ниску температуру течним хелијумом или фрижидером. Кондензује гас и одржава притисак паре кондензата испод крајњег притиска пумпе, како би се постигао ефекат пумпања. Главне функције нискотемпературног пумпања су нискотемпературна кондензација, нискотемпературна адсорпција и хватање ниске температуре.
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.
Ако је притисак паре водоника једнак атмосферском притиску на 20К, равнотежни притисак адсорпције је нижи од Па када се водоник апсорбује са 20К активним угљем. Ово омогућава да се пумпање врши криогеном адсорпцијом на вишим температурама.
③Cryogenic trapping: Gas molecules that cannot be condensed at the extraction temperature are buried and adsorbed by the growing layer of condensable gas.
Уопштено говорећи, крајњи притисак пумпе је притисак паре кондензованог гаса на температури хладне плоче. Када је температура 120К, притисак паре воде је већ мањи од Па. На температури од 20К, осим хелијума, неона и водоника, притисци паре других гасова су такође нижи од Па.
Међутим, због различитих температура пумпаног контејнера и криогене хладне плоче, крајњи притисак пумпе је већи од притиска паре кондензата.
За суд на собној температури, са криопанелом од 20К, крајњи притисак пумпе је око 4 пута већи од притиска паре кондензата.