非蒸發(fā)型吸附泵的工作原理及抽速計算公式

2014-09-27 郭方準 實(shí)用真空技術(shù)

  非蒸發(fā)型吸附(NEG)泵是利用材料的化學(xué)活性,進(jìn)行表面吸附或者繼續引起內部擴散而實(shí)現排氣的泵,吸附材料主要是Zr84%Al16%或Zr70%V24.6%Fe5.4%的合金粉末。和升華泵一樣,主要針對氫氣、氧氣、氮氣以及一氧化碳排氣。

  非蒸發(fā)型吸附泵不需要材料的熱蒸發(fā),對真空腔體沒(méi)有污染,近年來(lái)被廣泛應用于加速器等大規模真空系統中。非蒸發(fā)型吸附泵和離子泵的組合使用,是獲得極高真空的手段之一。

  把升華泵、離子泵、低溫泵和非蒸發(fā)型吸附泵都歸類(lèi)為吸附泵,下面計算一下它們的抽氣速度。

  吸附泵的吸附材料在單位時(shí)間和單位面積內捕捉到的分子數和入射頻度F相等。F和分子密度n、分子平均速度v的關(guān)系為

非蒸發(fā)型吸附泵的工作原理及抽速計算公式

  假設吸附材料的面積是A、吸附期間分子密度n保持不變,則Δt時(shí)間內吸附的氣體分子數 ΔN等于FAΔt,即

非蒸發(fā)型吸附泵的工作原理及抽速計算公式

  則排氣速度S為

非蒸發(fā)型吸附泵的工作原理及抽速計算公式

  因此排氣速度S取決于分子的平均速度和吸附材料的面積(泵的有效開(kāi)口)?紤]實(shí)際上真空泵的吸附效率H,上式應改為

非蒸發(fā)型吸附泵的工作原理及抽速計算公式

  針對20℃的空氣(相對分子質(zhì)量為29,v=464m/s),則

非蒸發(fā)型吸附泵的工作原理及抽速計算公式

  如果有效開(kāi)口面積A為20cm2,效率 H 為30%,則S=70L/s。