玻璃制擴散泵真空系統

        獲得真空用真空泵。真空泵按工作條件的不同分為兩類(lèi): 能夠在大氣壓下工作的真空泵稱(chēng)為初級泵(如機械泵),用來(lái)產(chǎn)生預備真空, 需要在預備條件下才能工作的真空泵稱(chēng)為次級泵(玻璃擴散泵),次級泵用來(lái)進(jìn)一步提高真空度,獲得高真空。

       真空分段: ① 粗真空760 ～10 Pa;② 低真空10 ～10- 2 Pa; ③ 中真空10- 2 ～10- 4 Pa; ④ 高真空10-4～10-7Pa;⑤超高真空10- 12～10- 14 Pa;玻璃擴散泵其結構圖1 所示, 擴散泵是高真空泵, 當機械泵的極限真空度不能滿(mǎn)足要求時(shí),通常加擴散泵來(lái)獲得高真空。這種泵不能從通常氣壓下開(kāi)始工作,只能在低于1 Pa 氣壓下才能工作。因此,必須與初級泵串聯(lián)使用。

       擴散泵的液體油有多種, 目前廣泛使用的是3 號擴散泵油( 20℃時(shí)飽和汽壓為1.3×10- 6 Pa)沸點(diǎn)375℃ 和275 號硅油( 20℃ 時(shí)飽和汽壓為1.3×10- 8 Pa) 沸點(diǎn)430℃。擴散泵開(kāi)始工作之前, 必須先開(kāi)動(dòng)機械泵抽氣, 達到預備真空時(shí)( 約1.3 Pa) , 便可以使用電爐對擴散泵蒸發(fā)器中的油進(jìn)行加熱, 約25～35 min的時(shí)間, 便可觀(guān)察到, 擴散泵油開(kāi)始沸騰, 油蒸汽開(kāi)始順向每一級噴口定向噴發(fā), 形成射流。當硅油加熱至沸騰時(shí)430℃, 便產(chǎn)生大量油蒸汽, 蒸汽經(jīng)過(guò)導管由各級噴嘴高速?lài)姵? 此時(shí), 由于來(lái)自被抽容器的氣體不斷向蒸汽流中擴散,( 便稱(chēng)擴散泵) 便被帶到下方傘形帽噴發(fā)的射流, 這股射流的壓強大于上一級射流, 氣體分子進(jìn)入下一級射流, 這一級壓強又大于上一級射流, 而油蒸汽被冷凝水套凝結, 沿著(zhù)管壁經(jīng)過(guò)回油管流回蒸發(fā)器, 被帶到下方的氣體則由機械泵以每秒4 升的速率抽走, 20 min 后可達到擴散泵的極限真空度。這些工作狀態(tài), 只有透過(guò)玻璃很容易觀(guān)察到,擴散、噴發(fā)和冷凝的過(guò)程, 這也是擴散泵名稱(chēng)的由來(lái), 這些工作狀態(tài)金屬擴散泵是無(wú)法觀(guān)察到的。

使用擴散泵時(shí)必須注意:

      ① 與擴散泵配合的機械泵, 它的抽氣速率必須保證及時(shí)排走擴散泵內部所排出的氣體。

     ② 擴散泵工作時(shí)冷卻水必須暢通, 否則會(huì )使冷凝水套中的水溫過(guò)高, 油蒸汽不能很好的凝結, 以致部分蒸汽要沖向被抽容器, 影響泵的抽氣速率和極限真空度。

     ③ 加熱電爐的功率大小也是影響泵的抽氣速率, 所以應選擇適合的電爐。