
【化】 molecular pump
element; member; molecule; numerator
【计】 molecusar
【化】 molecule
【医】 molecule
pump
【化】 pump
【医】 pump
分子泵(Molecular Pump)是一种利用高速旋转转子与气体分子间动量交换原理实现高真空环境的气体传输装置。其英文对应词为"molecular drag pump"或"turbomolecular pump",根据具体结构差异有所区分。
工作原理基于气体动力学理论,通过转子叶片以超音速(通常>200 m/s)撞击气体分子,将分子从进气口定向传输至排气口。该过程遵循分子流态下的运动方程: $$ F = n cdot v cdot A cdot cosθ $$ 其中F为传输率,n为分子数密度,v为转子线速度,A为流导面积,θ为碰撞角度。
主要类型包括:
在半导体制造、粒子加速器、质谱分析等领域具有关键应用。根据国际真空科学技术联盟(IUVSTA)标准,现代分子泵的压缩比可达10⁹量级,极限真空优于5×10⁻¹⁰ mbar。典型技术参数包含转速(20,000-90,000 RPM)、抽速(50-5000 L/s)和前级耐压能力(1-10 mbar)。
注:参考文献来自真空技术专业手册及IUVSTA技术报告,因未提供具体网页链接,此处标注来源机构名称。建议查阅《真空科学与技术学报》或Edwards Vacuum官网获取最新技术参数。
分子泵是一种利用动量传递原理实现气体抽排的真空泵,其核心特点是通过高速旋转的部件驱动气体分子定向流动,从而建立高真空或超高真空环境。以下是其关键解析:
定义
分子泵通过高速旋转的转子或叶片与气体分子碰撞,将动量传递给分子,使其定向移动至排气口,最终由前级泵抽走。与传统机械泵依赖容积变化不同,它基于分子流态下的动量传递机制。
分类
动量传递机制
当转子以极高转速(通常数万转/分钟)旋转时,气体分子与叶片表面碰撞,获得定向动量,逐步向排气口迁移。这一过程被称为“分子牵引现象”。
典型结构
包含多层动叶片与静叶片组成的级联系统,轴承系统常采用磁悬浮技术以减少摩擦污染。涡轮分子泵的叶片角度和间距需精密设计,以优化气体传输路径。
优势
应用领域
主要用于半导体制造、电子显微镜、粒子加速器、航天设备等需要超高真空的场景。
分子泵无需依赖腔体容积变化,而是通过分子级动量传递实现抽气,尤其在高真空条件下效率显著高于机械泵。其运行需前级泵(如旋片泵)预抽至中真空状态。
如需进一步了解具体型号或技术参数,可参考权威资料如搜狗百科或工业设备文献。
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