Kriosiurblys yra vakuuminis siurblys, kuris naudoja žemos temperatūros paviršių dujoms kondensuoti, taip pat žinomas kaip kondensato siurblys. Kriosiurblys gali gauti švarų vakuumą su didžiausiu siurbimo greičiu ir mažiausiu ribiniu slėgiu ir yra plačiai naudojamas puslaidininkių ir integrinių grandynų tyrimams ir gamyboje, taip pat molekulinio pluošto tyrimams, vakuuminio dengimo įrangai, vakuuminio paviršiaus analizės instrumentams, jonams. implantai ir erdvės imitavimo prietaisai ir kt.
siurbimo principas
Kriopompos viduje yra šalta plokštelė, aušinama iki labai žemos temperatūros skystu heliu arba šaldytuvu. Jis kondensuoja dujas ir palaiko kondensato garų slėgį žemiau didžiausio siurblio slėgio, kad būtų pasiektas siurbimo efektas. Pagrindinės žemos temperatūros siurbimo funkcijos yra žemos temperatūros kondensacija, žemos temperatūros adsorbcija ir žemos temperatūros fiksavimas.
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.
Jei vandenilio garų slėgis lygus atmosferos slėgiui esant 20K, adsorbcijos pusiausvyros slėgis yra mažesnis nei Pa, kai vandenilį sugeria su 20K aktyvintosios anglies. Tai leidžia siurbti kriogeninės adsorbcijos būdu aukštesnėje temperatūroje.
③Cryogenic trapping: Gas molecules that cannot be condensed at the extraction temperature are buried and adsorbed by the growing layer of condensable gas.
Paprastai tariant, didžiausias siurblio slėgis yra kondensuotų dujų garų slėgis šaltos plokštės temperatūroje. Kai temperatūra 120K, vandens garų slėgis jau yra mažesnis už Pa. Esant 20K temperatūrai, išskyrus helio, neono ir vandenilio, kitų dujų garų slėgiai taip pat yra mažesni už Pa.
Tačiau dėl skirtingos siurbiamosios talpyklos ir kriogeninės šaltosios plokštės temperatūros galutinis siurblio slėgis yra didesnis nei kondensato garų slėgis.
Kambario temperatūros inde, kurio kriopanelis yra 20K, didžiausias siurblio slėgis yra maždaug 4 kartus didesnis už kondensato garų slėgį.