I. Bombes mecàniques
La funció principal de la bomba mecànica és proporcionar el buit previ necessari per a la posada en marxa de la bomba turbomolecular.Les bombes mecàniques d'ús habitual inclouen principalment bombes seques de vòrtex, bombes de diafragma i bombes mecàniques segellades amb oli.
Les bombes de diafragma tenen una velocitat de bombeig baixa i s'utilitzen generalment per a petits conjunts de bombes moleculars a causa de la petita mida.
La bomba mecànica segellada amb oli és la bomba mecànica més utilitzada en el passat, caracteritzada per una gran velocitat de bombeig i un bon buit final, el desavantatge és l'existència general de retorn d'oli, en els sistemes de buit ultra alt, generalment s'han d'equipar amb vàlvula solenoide. (per prevenir la fallada accidental d'energia causada pel retorn d'oli) i el tamís molecular (efecte d'adsorció).
En els darrers anys, la més utilitzada és la bomba seca de desplaçament. L'avantatge és senzill d'utilitzar i no torna a l'oli, només la velocitat de bombeig i el buit final és lleugerament pitjor que el de les bombes mecàniques segellades amb oli.
Les bombes mecàniques són una font principal de soroll i vibració al laboratori i és millor triar una bomba de baix soroll i col·locar-la entre els equips sempre que sigui possible, però aquest últim sovint no és fàcil d'aconseguir a causa de les restriccions de distància de treball.
II.Bombes turbomoleculars
Les bombes turbomoleculars es basen en pales rotatives d'alta velocitat (normalment al voltant de 1000 revolucions per minut) per aconseguir un flux direccional de gas.La relació entre la pressió d'escapament de la bomba i la pressió d'entrada s'anomena relació de compressió.La relació de compressió està relacionada amb el nombre d'etapes de la bomba, la velocitat i el tipus de gas, el pes molecular general de la compressió del gas és relativament alt.En general, es considera que el buit final d'una bomba turbomolecular és de 10-9-10-10 mbar, i en els darrers anys, amb el continu progrés de la tecnologia de la bomba molecular, el buit final s'ha millorat encara més.
Com que els avantatges d'una bomba turbomolecular només es realitzen en un estat de flux molecular (un estat de flux en què el rang lliure mitjà de les molècules de gas és molt més gran que la mida màxima de la secció transversal del conducte), una bomba de buit prèvia a l'etapa amb una pressió de funcionament d'1 a 10-2 Pa es requereix.A causa de l'alta velocitat de rotació de les pales, la bomba molecular es pot danyar o destruir per objectes estranys, agitació, impacte, ressonància o xoc de gas.Per als principiants, la causa més comuna de danys és el xoc de gas causat per errors de funcionament.El dany a una bomba molecular també pot ser causat per la ressonància activada per una bomba mecànica.Aquesta condició és relativament rara però requereix una atenció especial perquè és més insidiosa i no es detecta fàcilment.
III.Bomba iònica de pulverització
El principi de funcionament de la bomba d'ions de pulverització és utilitzar els ions generats per la descàrrega de Penning per bombardejar la placa de titani del càtode per formar una pel·lícula de titani fresca, absorbint així els gasos actius i tenint un cert efecte d'enterrament també sobre els gasos inerts. .Els avantatges de les bombes iòniques de pulverització són un bon buit final, sense vibracions, sense soroll, sense contaminació, un procés madur i estable, sense manteniment i a la mateixa velocitat de bombeig (excepte gasos inerts), el seu cost és molt inferior al de les bombes moleculars, la qual cosa els fa molt utilitzats en sistemes de buit ultra alt.En general, el cicle de funcionament normal de les bombes iòniques de pulverització és de més de 10 anys.
Les bombes d'ions generalment han d'estar per sobre de 10-7 mbar per funcionar correctament (treballar amb pitjors buits redueix significativament la seva vida útil) i, per tant, requereixen un conjunt de bombes moleculars per proporcionar un bon buit abans de l'etapa.És una pràctica habitual utilitzar una bomba d'ions + TSP a la cambra principal i una petita bomba molecular a la cambra d'entrada.En coure, obriu la vàlvula d'inserció connectada i deixeu que el petit conjunt de bomba molecular proporcioni el buit frontal.
Cal tenir en compte que les bombes iòniques són menys capaces d'adsorbir gasos inerts i la seva velocitat màxima de bombeig difereix una mica de la de les bombes moleculars, de manera que per a grans volums de desgasificació o grans quantitats de gasos inerts, es requereix un conjunt de bombes moleculars.A més, la bomba d'ions genera un camp electromagnètic durant el funcionament, que pot interferir amb sistemes especialment sensibles.
IV.Bombes de sublimació de titani
Les bombes de sublimació de titani funcionen basant-se en l'evaporació del titani metàl·lic per formar una pel·lícula de titani a les parets de la cambra per a la quimisorció.Els avantatges de les bombes de sublimació de titani són una construcció senzilla, un baix cost, un manteniment fàcil, sense radiació i sense soroll de vibració.
Les bombes de sublimació de titani solen consistir en 3 filaments de titani (per evitar que es cremin) i s'utilitzen en combinació amb bombes moleculars o iòniques per proporcionar una excel·lent eliminació d'hidrogen.Són les bombes de buit més importants en el rang 10-9-10-11 mbar i s'instal·len a la majoria de cambres de buit ultra alt on es requereixen nivells de buit elevats.
L'inconvenient de les bombes de sublimació de titani és la necessitat d'un sputtering regular de titani, el buit es deteriora en uns 1-2 ordres de magnitud durant la sputtering (en pocs minuts), per tant, determinades cambres amb necessitats específiques requereixen l'ús de NEG.També, per a mostres/dispositius sensibles al titani, s'ha de tenir cura d'evitar la ubicació de la bomba de sublimació de titani.
V. Bombes criogèniques
Les bombes criogèniques es basen principalment en l'adsorció física a baixa temperatura per obtenir el buit, amb els avantatges d'una alta velocitat de bombeig, sense contaminació i un alt buit final.Els principals factors que afecten la velocitat de bombeig de les bombes criogèniques són la temperatura i la superfície de la bomba.En els sistemes d'epitaxi de feix molecular gran, les bombes criogèniques s'utilitzen àmpliament a causa dels alts requisits de buit finals.
Els desavantatges de les bombes criogèniques són l'elevat consum de nitrogen líquid i els elevats costos operatius.Els sistemes amb refrigeradors de recirculació es poden utilitzar sense consumir nitrogen líquid, però això comporta els corresponents problemes de consum d'energia, vibracions i soroll.Per aquest motiu, les bombes criogèniques s'utilitzen menys en equips de laboratori convencionals.
VI.Bombes d'aspiració (NEG)
La bomba d'agent d'aspiració és una de les bombes de buit més utilitzades en els darrers anys, el seu avantatge és l'ús complet de l'adsorció química, sense revestiment de vapor i contaminació electromagnètica, sovint s'utilitza conjuntament amb bombes moleculars per substituir les bombes de sublimació de titani i els ions de pulverització. bombes, el desavantatge és l'alt cost i el nombre limitat de regeneracions, normalment utilitzats en sistemes amb alts requisits d'estabilitat al buit o altament sensibles als camps electromagnètics.
A més, com que la bomba d'aspiració no requereix cap connexió d'alimentació addicional més enllà de l'activació inicial, també s'utilitza sovint en sistemes grans com a bomba auxiliar per augmentar la velocitat de bombeig i millorar el nivell de buit, cosa que pot simplificar eficaçment el sistema.
Figura ： Pressions de treball per a diferents tipus de bombes.Les fletxes marrons mostren el rang de pressió de funcionament màxim permès i les parts verdes en negreta mostren el rang de pressió de treball comú.
Hora de publicació: 18-nov-2022