Difusioonpumbad on oluline komponent paljudes tööstusprotsessides, eriti nendes, mis nõuavad kõrget vaakumitaset. Need pumbad on oma tõhusust ja töökindlust ikka ja jälle tõestanud. Täna sukeldume põhjalikult difusioonpumba sisemisse töösse ja uurime, kuidas see töötab ideaalse vaakumi loomiseks.
Difusioonpumbad on tuntud oma võime poolest kiiresti saavutada ja säilitada kõrget vaakumtaset. Neid kasutatakse tavaliselt sellistes rakendustes nagu pooljuhtide tootmine, vaakumkatmine ja kosmosesimulatsioonikambrid. Aga kuidas need töötavad?
Difusioonpumba tööpõhimõte põhineb molekulaarsel difusioonil. Lihtsamalt öeldes hõlmab difusioon molekulide liikumist kõrge kontsentratsiooniga piirkonnast madala kontsentratsiooniga piirkonda. Difusioonpumpade puhul toimub protsess etappidena.
1. Aurustamine: Difusioonpump täidetakse sobiva pumbatava vedelikuga, tavaliselt madala aururõhuga õliga, näiteks silikoon või polüfenüleeneeter. Vedelikku kuumutatakse elektriliste mähiste või väliste küttekehade abil, mille tulemusel see aurustub ja moodustab kõrgsurveauru.
2. Düüs: Difusioonpumba ülaosas on düüs ehk pihusti. See düüs on loodud ülehelikiirusega aurujoa tekitamiseks, mis on pumba tööks hädavajalik.
3. Joa kokkupõrge: Ülehelikiirusega aurujoa sööstab pumba põhja. Kui see põrkab kokku pumbas olevate jahedamate gaasimolekulidega, lükatakse need lahku, tekitades lokaliseeritud kõrgvaakumi piirkonna.
4. Püüdmistsoon: Aurumolekulid põrkavad jätkuvalt gaasimolekulidega kokku, põhjustades pumbas ahelreaktsiooni. See protsess loob püüdmistsooni, kus gaasimolekule pidevalt lükatakse ja lõksu jäädakse, mille tulemuseks on kõrgvaakumkeskkond.
5. Deflektorid: Selleks, et gaasimolekulid ei difundeeruks tagasi vaakumkambrisse, on difusioonpump varustatud rea deflektorite või püünistega. Need deflektorid toimivad barjäärina, takistades tõhusalt pumbatava gaasi tagasivoolu.
Tasub märkida, et difusioonpumba efektiivsus sõltub mitmest tegurist, näiteks pumbatava vedeliku valikust, düüsi konstruktsioonist ja töötemperatuurist. Optimaalse jõudluse saavutamiseks tuleb iga parameetrit hoolikalt kalibreerida.
Hiljutistes uudistes on difusioonpumpade tehnoloogia edusammud keskendunud efektiivsuse parandamisele ja keskkonnamõju vähendamisele. Teadlased uurivad alternatiivseid pumbaõlisid, millel on väikseim globaalse soojenemise potentsiaal ja mis on vähem mürgised. Need edusammud on loodud traditsiooniliste difusioonpumpade õlidega seotud negatiivse keskkonnajalajälje leevendamiseks.
Kokkuvõttes mängivad difusioonpumbad olulist rolli kõrge vaakumitaseme loomisel ja säilitamisel erinevates tööstusprotsessides. Nende pumpade tööpõhimõtte mõistmine võimaldab meil saada ülevaate keerukatest mehhanismidest, mis on seotud täiusliku vaakumi saavutamisega. Tehnoloogia arenedes võime oodata edasist paranemist difusioonpumpade efektiivsuses ja keskkonnasäästlikkuses.
Postituse aeg: 05.08.2023