I. Bombas mecánicas
A función principal da bomba mecánica é proporcionar o baleiro previo necesario para a posta en marcha da bomba turbomolecular.As bombas mecánicas de uso común inclúen principalmente bombas secas de vórtice, bombas de diafragma e bombas mecánicas seladas con aceite.
As bombas de diafragma teñen baixa velocidade de bombeo e úsanse xeralmente para pequenos conxuntos de bombas moleculares debido ao pequeno tamaño.
A bomba mecánica selada con aceite é a bomba mecánica máis utilizada no pasado, caracterizada por unha gran velocidade de bombeo e un bo baleiro final, a desvantaxe é a existencia xeral de retorno de aceite, nos sistemas de baleiro ultra-alto xeralmente necesitan estar equipados con válvula solenoide. (para evitar fallos de enerxía accidentais causados polo retorno de aceite) e criba molecular (efecto de adsorción).
Nos últimos anos, a máis usada é a bomba seca de scroll.A vantaxe é sinxela de usar e non volve ao aceite, só a velocidade de bombeo e o baleiro final é lixeiramente peor que a das bombas mecánicas seladas con aceite.
As bombas mecánicas son a principal fonte de ruído e vibración no laboratorio e é mellor elixir unha bomba de baixo ruído e colocala entre os equipos sempre que sexa posible, pero esta última moitas veces non é fácil de conseguir debido ás restricións de distancia de traballo.
II.Bombas turbomoleculares
As bombas turbomoleculares dependen de paletas rotativas de alta velocidade (xeralmente ao redor de 1000 revolucións por minuto) para conseguir un fluxo direccional de gas.A relación entre a presión de escape da bomba e a presión de entrada chámase relación de compresión.A relación de compresión está relacionada co número de etapas da bomba, a velocidade eo tipo de gas, o peso molecular xeral da compresión do gas é relativamente alto.O baleiro final dunha bomba turbomolecular é xeralmente de 10-9-10-10 mbar, e nos últimos anos, co progreso continuo da tecnoloxía da bomba molecular, o baleiro final mellorouse aínda máis.
Como as vantaxes dunha bomba turbomolecular só se realizan nun estado de fluxo molecular (un estado de fluxo no que o rango libre medio das moléculas de gas é moito maior que o tamaño máximo da sección transversal do conduto), unha bomba de baleiro pre-etapa requírese unha presión de funcionamento de 1 a 10-2 Pa.Debido á alta velocidade de rotación das paletas, a bomba molecular pode ser danada ou destruída por obxectos estraños, trepidación, impacto, resonancia ou choque de gas.Para os principiantes, a causa máis común de danos é o choque de gas causado por erros de funcionamento.O dano a unha bomba molecular tamén pode ser causado pola resonancia desencadeada por unha bomba mecánica.Esta condición é relativamente rara pero require unha atención especial porque é máis insidiosa e non se detecta facilmente.
III.Bomba iónica de pulverización
O principio de funcionamento da bomba iónica de pulverización catódica é usar os ións xerados pola descarga de Penning para bombardear a placa de titanio do cátodo para formar unha película de titanio fresca, absorbendo así os gases activos e tendo un certo efecto de enterramento tamén sobre os gases inertes. .As vantaxes das bombas iónicas de pulverización son un bo baleiro final, sen vibracións, sen ruído, sen contaminación, un proceso maduro e estable, sen mantemento e á mesma velocidade de bombeo (excepto os gases inertes), o seu custo é moito menor que as bombas moleculares. o que os fai moi utilizados en sistemas de baleiro ultra alto.Normalmente o ciclo de funcionamento normal das bombas iónicas de pulverización catódica é de máis de 10 anos.
As bombas iónicas xeralmente necesitan estar por riba de 10-7 mbar para funcionar correctamente (traballar a peores baleiros reduce significativamente a súa vida útil) e, polo tanto, requiren un conxunto de bombas moleculares para proporcionar un bo baleiro previo á fase.É unha práctica común usar unha bomba iónica + TSP na cámara principal e unha pequena bomba molecular na cámara de entrada.Ao cocer, abra a válvula de inserción conectada e deixe que o pequeno conxunto de bombas moleculares proporcione o baleiro frontal.
Hai que ter en conta que as bombas iónicas son menos capaces de absorber gases inertes e a súa velocidade máxima de bombeo difire algo da das bombas moleculares, polo que para grandes volumes de desgasificación ou grandes cantidades de gases inertes é necesario un conxunto de bombas moleculares.Ademais, a bomba iónica xera un campo electromagnético durante o funcionamento, que pode interferir con sistemas especialmente sensibles.
IV.Bombas de sublimación de titanio
As bombas de sublimación de titanio funcionan confiando na evaporación do titanio metálico para formar unha película de titanio nas paredes da cámara para a quimisorción.As vantaxes das bombas de sublimación de titanio son unha construción sinxela, baixo custo, fácil mantemento, sen radiación e sen ruído de vibración.
As bombas de sublimación de titanio adoitan estar formadas por 3 filamentos de titanio (para evitar a queima) e úsanse en combinación con bombas moleculares ou iónicas para proporcionar unha excelente eliminación de hidróxeno.Son as bombas de baleiro máis importantes no rango de 10-9-10-11 mbar e están instaladas na maioría das cámaras de baleiro ultra-alto onde se requiren niveis de baleiro altos.
A desvantaxe das bombas de sublimación de titanio é a necesidade de pulverizar regularmente o titanio, o baleiro se deteriora en aproximadamente 1-2 ordes de magnitude durante a pulverización (dentro duns minutos), polo que certas cámaras con necesidades específicas requiren o uso de NEG.tamén, para as mostras/dispositivos sensibles ao titanio, débese ter coidado para evitar a localización da bomba de sublimación de titanio.
V. Bombas crioxénicas
As bombas crioxénicas dependen principalmente da adsorción física a baixa temperatura para obter o baleiro, coas vantaxes da alta velocidade de bombeo, sen contaminación e alto baleiro final.Os principais factores que afectan a velocidade de bombeo das bombas crioxénicas son a temperatura e a superficie da bomba.Nos sistemas de epitaxia de gran feixe molecular, as bombas crioxénicas úsanse amplamente debido aos altos requisitos de baleiro final.
As desvantaxes das bombas crioxénicas son o alto consumo de nitróxeno líquido e os altos custos operativos.Os sistemas con refrixeradores de recirculación pódense utilizar sen consumir nitróxeno líquido, pero isto trae consigo os correspondentes problemas de consumo enerxético, vibracións e ruído.Por este motivo, as bombas crioxénicas úsanse con menos frecuencia nos equipos de laboratorio convencionais.
VI.Bombas de aspiración (NEG)
A bomba de axente de succión é unha das bombas de baleiro máis utilizadas nos últimos anos, a súa vantaxe é o uso completo da adsorción química, sen revestimento de vapor e contaminación electromagnética, moitas veces usada en conxunto con bombas moleculares para substituír as bombas de sublimación de titanio e ión de pulverización. bombas, a desvantaxe é o alto custo e o número limitado de rexeneracións, normalmente usados en sistemas con altos requisitos de estabilidade ao baleiro ou moi sensibles aos campos electromagnéticos.
Ademais, como a bomba de aspiración non require unha conexión de alimentación adicional máis aló da activación inicial, tamén se adoita utilizar en grandes sistemas como bomba auxiliar para aumentar a velocidade de bombeo e mellorar o nivel de baleiro, o que pode simplificar eficazmente o sistema.
Figura ：Presións de traballo para diferentes tipos de bombas.As frechas marróns indican o rango de presión de funcionamento máximo permitido e as partes verdes en negra mostran o rango de presión de traballo común.
Hora de publicación: 18-novembro-2022