Une cryopompe est une pompe à vide qui utilise une surface à basse température pour condenser le gaz, également appelée pompe à condensat. La cryopompe peut obtenir un vide propre avec le taux de pompage le plus élevé et la pression ultime la plus basse, et est largement utilisée dans la recherche et la production de semi-conducteurs et de circuits intégrés, ainsi que dans la recherche sur les faisceaux moléculaires, les équipements de revêtement sous vide, les instruments d'analyse de surface sous vide, les ions implanteurs et dispositifs de simulation spatiale, etc. aspect.
principe de pompage
A l'intérieur de la cryopompe se trouve une plaque froide refroidie à très basse température par de l'hélium liquide ou un réfrigérateur. Il condense le gaz et maintient la pression de vapeur du condensat en dessous de la pression ultime de la pompe, de manière à obtenir l'effet de pompage. Les fonctions principales du pompage à basse température sont la condensation à basse température, l'adsorption à basse température et la capture à basse température.
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.
Si la pression de vapeur d'hydrogène est égale à la pression atmosphérique à 20K, la pression d'équilibre d'adsorption est inférieure à Pa lors de l'absorption d'hydrogène avec du charbon actif 20K. Ceci permet d'effectuer un pompage par adsorption cryogénique à des températures plus élevées.
③Cryogenic trapping: Gas molecules that cannot be condensed at the extraction temperature are buried and adsorbed by the growing layer of condensable gas.
D'une manière générale, la pression ultime de la pompe est la pression de vapeur du gaz condensé à la température de la plaque froide. Lorsque la température est de 120K, la pression de vapeur de l'eau est déjà inférieure à Pa. À une température de 20K, à l'exception de l'hélium, du néon et de l'hydrogène, les pressions de vapeur des autres gaz sont également inférieures à Pa.
Cependant, en raison des températures différentes du récipient pompé et de la plaque froide cryogénique, la pression ultime de la pompe est supérieure à la pression de vapeur du condensat.
Pour une cuve à température ambiante, avec un panneau cryogénique de 20K, la pression ultime de la pompe est d'environ 4 fois la pression de vapeur du condensat.