非蒸发型吸附泵的工作原理及抽速计算公式

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)实用真空技术 作者:郭方准

  非蒸发型吸附(NEG)泵是利用材料的化学活性,进行表面吸附或者继续引起内部扩散而实现排气的泵,吸附材料主要是Zr84%Al16%或Zr70%V24.6%Fe5.4%的合金粉末。和升华泵一样,主要针对氢气、氧气、氮气以及一氧化碳排气。

  非蒸发型吸附泵不需要材料的热蒸发,对真空腔体没有污染,近年来被广泛应用于加速器等大规模真空系统中。非蒸发型吸附泵和离子泵的组合使用,是获得极高真空的手段之一。

  把升华泵、离子泵、低温泵和非蒸发型吸附泵都归类为吸附泵,下面计算一下它们的抽气速度。

  吸附泵的吸附材料在单位时间和单位面积内捕捉到的分子数和入射频度F相等。F和分子密度n、分子平均速度v的关系为

非蒸发型吸附泵的工作原理及抽速计算公式

  假设吸附材料的面积是A、吸附期间分子密度n保持不变,则Δt时间内吸附的气体分子数 ΔN等于FAΔt,即

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  则排气速度S为

非蒸发型吸附泵的工作原理及抽速计算公式

  因此排气速度S取决于分子的平均速度和吸附材料的面积(泵的有效开口)。考虑实际上真空泵的吸附效率H,上式应改为

非蒸发型吸附泵的工作原理及抽速计算公式

  针对20℃的空气(相对分子质量为29,v=464m/s),则

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  如果有效开口面积A为20cm2,效率 H 为30%,则S=70L/s。

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