低温冷凝泵的工作原理和分类

　　近年来,利用低温技术来获取真空发展很快。低温冷凝泵与溅射离子泵、钛升华泵等其他表面吸附泵不同，其工作机理主要是物理性质的吸附作用和低温下的气体冷凝作用。当一个中性气体分子打在一个低温表面上时，将失去它的相当大部分的动能而被表面的色散力(分子相互很近时，由于外层电子轨道受到干扰而产生的一种与分子极化能力有关的吸引力)所束缚。它任何气体都可以在低温或极低的温度下被冷凝排除而得到极低的压强。

　　低温冷凝泵具有真空度高，抽速大，对大多数气体无选择性，形状任意，高度清洁，工作压强范围广，大流量和小流量都能胜任等优点；但是价格高昂，维持费用高，设备复杂，使它的应用受到限制。经过多年努力，目前有些冷凝泵的造价已经下降到可与涡轮分子泵和大型溅射离子泵差不多的水平。一般来说低温冷凝泵可分为两种类型：

　　一种是具有很大吸附面积的低温吸附泵，通常是多孔性的吸附剂(如分子筛，活性氧化铝，硅胶，活性碳等)疏松堆积或压紧固定在金属带上。气体在吸附剂表面的物理吸附恒温线决定它在空间建立的平衡压强。由于其吸附作用主要限于单分子层，所以吸附量与表面积成正比，也就是与吸附剂的数量成正比。这种低温吸附泵作为粗抽泵，工作在液N2温度下。如用作超高真空泵，多半工作在15—2lK范围。但由于吸附剂的导热率低，热辐射吸收率高，它的极限压强、抽速和排气量受到了限制。当超过某一临界气流值，泵会变得不稳定，甚至不能应用，而且清除冷凝吸附的气体可能相当困难。

　　另一种是气体凝结在低温金属壁面上，形成固化凝结层的冷凝泵，气体固化层的饱和蒸气压和周围环境的温度决定其平衡压强。由于它可以冷凝多层分子，理论上它的排气量是无限的，与表面孔性无关，只与表观面积有关。冷凝泵可以克服低温吸附泵前述的一些缺点，只是必须工作在更低的温度下。