分子泵與鈦升華泵組合系統的應用特性

　　渦輪分子泵的單位體積抽速小，對不同種類(lèi)氣體具有不同的壓縮比，因而對被抽氣體有一定的選擇性。但其在一定的壓力范圍內具有恒定的抽速，而鈦升華泵結構簡(jiǎn)單，造價(jià)低，單位體積的抽速大，特別是對活性氣體的比抽速大。其缺點(diǎn)是對隋性氣體抽速小，單泵工作極限真空度低。因此由這些泵單獨組成的真空系統，都因受泵本身的缺點(diǎn)限制了極限真空度的提高和抽速的增加。經(jīng)驗表明，采用兩種類(lèi)型的真空泵組合成無(wú)油超高真空系統，有助于揚長(cháng)避短，可有效地提高真空系統的真空度和抽速及降低設備的投資成本。

　　渦輪分子泵是一種高速運轉的機械真空獲得設備。它對各種氣體的壓縮比隨氣體的分子量而變化。根據理論研究和實(shí)際測量的結果，得出渦輪分子的壓縮比是轉速和氣體分子質(zhì)量的關(guān)系。在速度和泵比幾何系數一定的情況下(由制造決定了的)，壓縮比與氣體分子的質(zhì)量有關(guān)。氣體分子的質(zhì)量越大，它的壓縮比就越大，反之則小。利用這一特點(diǎn)，在真空系統內才能獲得無(wú)油清潔真空。而對一些輕質(zhì)量氣體（如氫氣）就顯得壓縮比太小了。

　　根據渦輪分子泵的抽氣理論可知，質(zhì)量越大的氣體其獲得的分壓力就低，反之質(zhì)量越小的氣體，其分壓力就高。因此，渦輪分子泵抽氣的真空系統，其殘余氣體的主要成份是一些輕質(zhì)氣體。實(shí)測結果主要是氫氣。同時(shí)超高真空系統中，材料放出的氣體組份也以氫較多。這就限制了系統極限真空度的提高，也將影響系統的清潔。氫易與其它氣體結合成一些氫的化合物而“污染”系統。由渦輪分子泵獲得的真空系統的殘余氣體成份百分比見(jiàn)表1。

表1 渦輪分子泵真空系統殘余氣體成分百分比

　　由表1 可知，由渦輪分子泵獲得的真空系統中殘余氣體氫占82%，而其余氣體的總和才占18%。因此單靠渦輪分子泵來(lái)排除一個(gè)系統的氣體時(shí)，所獲得的真空中氫分壓特別高。這降低了系統的極限真空度，限制了使用范圍。

　　在真空獲得設備中，鈦升華泵是一種結構簡(jiǎn)單，造價(jià)低，使用方便，對活潑性氣體抽速大，工作范圍寬廣。從低真空直至超高真空可以連續工作的一種無(wú)油真空泵。由它獲得的真空環(huán)境是清潔無(wú)污染的。新鮮鈦膜對幾種活性氣體的比抽速和理論抽速見(jiàn)表1。

表1 新鮮鈦膜對氣體的比抽速

　　從表1 可知，每平方厘米新鮮鈦膜在20℃下對氫的實(shí)測抽速為每秒3 升多。而理論比抽速最大，達40 多升。選擇鈦升華泵對氫有大的抽速這一優(yōu)點(diǎn)，可以彌補渦輪分子泵對氫的抽速小的缺點(diǎn)。從而提高系統的極限真空度，增加比抽速。使組合真空系統的抽速大，體積小，造價(jià)低廉。

　　除了渦輪分子泵和鈦升華泵各自的優(yōu)缺點(diǎn)外。渦輪分子泵還由于機械結構與高速旋轉的原因，使得它要獲得大的抽速較為困難。而鈦升華泵造價(jià)低，而且易于實(shí)現大抽速。目前它的抽速在高真空或超高真空獲得設備中是較大的一種，而使用和維護都十分方便。只是由于排除惰性氣體性能差而限制了它單泵進(jìn)入超高真空�？紤]到空氣中的惰性氣體主要是以氬氣為主，可以用抽速小一點(diǎn)的分子泵來(lái)排除惰性氣體，以充分發(fā)揮鈦升華泵的大吸氣性能的優(yōu)點(diǎn)。