非蒸發(fā)型吸附泵的工作原理及抽速計(jì)算公式
2014-09-27 郭方準(zhǔn) 實(shí)用真空技術(shù)
非蒸發(fā)型吸附(NEG)泵是利用材料的化學(xué)活性，進(jìn)行表面吸附或者繼續(xù)引起內(nèi)部擴(kuò)散而實(shí)現(xiàn)排氣的泵，吸附材料主要是Zr84%Al16%或Zr70%V24.6%Fe5.4%的合金粉末。和升華泵一樣，主要針對(duì)氫氣、氧氣、氮?dú)庖约耙谎趸寂艢狻?/p>
非蒸發(fā)型吸附泵不需要材料的熱蒸發(fā)，對(duì)真空腔體沒(méi)有污染，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于加速器等大規(guī)模真空系統(tǒng)中。非蒸發(fā)型吸附泵和離子泵的組合使用，是獲得極高真空的手段之一。
把升華泵、離子泵、低溫泵和非蒸發(fā)型吸附泵都?xì)w類(lèi)為吸附泵，下面計(jì)算一下它們的抽氣速度。
吸附泵的吸附材料在單位時(shí)間和單位面積內(nèi)捕捉到的分子數(shù)和入射頻度F相等。F和分子密度n、分子平均速度v的關(guān)系為
假設(shè)吸附材料的面積是A、吸附期間分子密度n保持不變，則Δt時(shí)間內(nèi)吸附的氣體分子數(shù) ΔN等于FAΔt，即
則排氣速度S為
因此排氣速度S取決于分子的平均速度和吸附材料的面積(泵的有效開(kāi)口)。考慮實(shí)際上真空泵的吸附效率H，上式應(yīng)改為
針對(duì)20℃的空氣(相對(duì)分子質(zhì)量為29，v=464m/s)，則
如果有效開(kāi)口面積A為20cm2，效率 H 為30%，則S=70L/s。
