
【化】 molecular pump
element; member; molecule; numerator
【計】 molecusar
【化】 molecule
【醫】 molecule
pump
【化】 pump
【醫】 pump
分子泵(Molecular Pump)是一種利用高速旋轉轉子與氣體分子間動量交換原理實現高真空環境的氣體傳輸裝置。其英文對應詞為"molecular drag pump"或"turbomolecular pump",根據具體結構差異有所區分。
工作原理基于氣體動力學理論,通過轉子葉片以超音速(通常>200 m/s)撞擊氣體分子,将分子從進氣口定向傳輸至排氣口。該過程遵循分子流态下的運動方程: $$ F = n cdot v cdot A cdot cosθ $$ 其中F為傳輸率,n為分子數密度,v為轉子線速度,A為流導面積,θ為碰撞角度。
主要類型包括:
在半導體制造、粒子加速器、質譜分析等領域具有關鍵應用。根據國際真空科學技術聯盟(IUVSTA)标準,現代分子泵的壓縮比可達10⁹量級,極限真空優于5×10⁻¹⁰ mbar。典型技術參數包含轉速(20,000-90,000 RPM)、抽速(50-5000 L/s)和前級耐壓能力(1-10 mbar)。
注:參考文獻來自真空技術專業手冊及IUVSTA技術報告,因未提供具體網頁鍊接,此處标注來源機構名稱。建議查閱《真空科學與技術學報》或Edwards Vacuum官網獲取最新技術參數。
分子泵是一種利用動量傳遞原理實現氣體抽排的真空泵,其核心特點是通過高速旋轉的部件驅動氣體分子定向流動,從而建立高真空或超高真空環境。以下是其關鍵解析:
定義
分子泵通過高速旋轉的轉子或葉片與氣體分子碰撞,将動量傳遞給分子,使其定向移動至排氣口,最終由前級泵抽走。與傳統機械泵依賴容積變化不同,它基于分子流态下的動量傳遞機制。
分類
動量傳遞機制
當轉子以極高轉速(通常數萬轉/分鐘)旋轉時,氣體分子與葉片表面碰撞,獲得定向動量,逐步向排氣口遷移。這一過程被稱為“分子牽引現象”。
典型結構
包含多層動葉片與靜葉片組成的級聯繫統,軸承系統常采用磁懸浮技術以減少摩擦污染。渦輪分子泵的葉片角度和間距需精密設計,以優化氣體傳輸路徑。
優勢
應用領域
主要用于半導體制造、電子顯微鏡、粒子加速器、航天設備等需要超高真空的場景。
分子泵無需依賴腔體容積變化,而是通過分子級動量傳遞實現抽氣,尤其在高真空條件下效率顯著高于機械泵。其運行需前級泵(如旋片泵)預抽至中真空狀态。
如需進一步了解具體型號或技術參數,可參考權威資料如搜狗百科或工業設備文獻。
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