En vakuumpump som använder en lågtemperaturyta för att kondensera gas, även känd som en kondensatpump. Kryopumpen är den vakuumpump som har det lägsta sluttrycket och den högsta pumphastigheten för att få ett rent vakuum. Det används i stor utsträckning inom forskning och produktion av halvledare och integrerade kretsar, såväl som molekylär strålforskning, vakuumbeläggningsutrustning, vakuumytanalysinstrument, jonimplantatörer och rymdsimulering. enheter etc.
Pumpprincip Kryopumpen är utrustad med en kall platta kyld till en mycket låg temperatur med flytande helium eller ett kylskåp. Det kondenserar gasen och håller kondensatets ångtryck under pumpens sluttryck för att uppnå pumpeffekten. Huvudfunktionerna för lågtemperaturpumpning är lågtemperaturkondensering, lågtemperaturadsorption och lågtemperaturfångning. ① Lågtemperaturkondensering: gasmolekyler kondenserar på ytan av den kalla plattan eller på det kondenserade gasskiktet, och jämviktstrycket är i princip lika med kondensatets ångtryck. Vid pumpning av luft måste temperaturen på den kalla plattan vara lägre än 25K; vid pumpning av väte är temperaturen på den kalla plattan lägre. Tjockleken på lågtemperaturkondensations- och extraktionskondenslagret kan nå cirka 10 mm. ②Lågtemperaturadsorption: Gasmolekylerna adsorberas på ytan av adsorbenten belagd på den kalla plattan med en tjocklek av ett monolager (10-8 cm). Jämviktstrycket för adsorption är mycket lägre än ångtrycket vid samma temperatur. Om ångtrycket för väte är lika med atmosfärstrycket vid 20K, är jämviktstrycket för adsorption lägre än 10-8 Pa när aktivt kol med 20K absorberar väte. Detta gör det möjligt att utföra pumpning genom kryogen adsorption vid högre temperaturer. ③Kryogen infångning: Gasmolekyler som inte kan kondenseras vid extraktionstemperaturen begravs och adsorberas av det växande lagret av kondenserbar gas.
Generellt sett är pumpens sluttryck ångtrycket hos den kondenserade gasen vid den kalla plattans temperatur. När temperaturen är 120K är vattnets ångtryck redan lägre än 10-8 Pa. När temperaturen är 20K, förutom helium, neon och väte, är ångtrycket för andra gaser också lägre än {{3} } Pa. Men på grund av de olika temperaturerna hos den pumpade behållaren och den kryogena kylplattan är pumpens sluttryck högre än kondensatets ångtryck. För ett kärl vid rumstemperatur, med en kryopanel på 20K, är pumpens sluttryck cirka 4 gånger kondensatets ångtryck.