Diffusionspumpar

Diffusionspumpar är en typ av vakuumpump som används för att uppnå höga vakuumnivåer, ofta i området 10^-3 till 10^-7 Torr och ibland lägre. De saknar rörliga delar i arbetsområdet och arbetar genom att sprida varm pumpolja som bildar en ånga som transporterar inkommna gaser mot utloppet. En bakpump avlägsnar sedan gasen ur systemet. Diffusionspumpar används ofta som primär pump i kombination med en bakpump och är särskilt vanliga i tillämpningar inom vakuumutveckling och materialbehandling.

Driftsprincipen bygger på att olja upphettas till ånga inom ett diffusornsystem. Den heta oljeångan strömmar genom diffuserskivor och utkammar gasmolekyler i kärlet. Molekylerna följer oljeångan uppför pumpen och leds sedan ut genom utloppet där bakpumpen tar hand om dem. Oljeångan kyls och kondenseras, medan gasen överförs till bakpumpen. För att hindra att olja under diffusionen backstreamas till arbetskammaren används baffles, oljeavskiljare och ibland kalla trappar.

En diffusionpump kräver vanligtvis en bakpump och särskild oljekvalitet. Oljo­s typiker är högvakuumoljor av silikon- eller PFPE-typ; valet påverkar renhet, hållbarhet och risk för backstreaming. Underhåll omfattar byte av olja, kontroll av bafflar och trappar samt kontroll av temperatur och rengöring av utlopp och trappar. Diffusionspumpar har inga rörliga delar i arbetsområdet men kräver rätt oljehantering och avskärning mot oljevågor för att undvika kontaminering av arbetsrum.

Historiskt var diffusionpumpar en dominerande teknik för hög-vakuumapplikationer innan turbomolekylpumpen och ionpumpar blev vanliga. De används fortfarande i vissa vakuumbestykningar och coating- eller avkromningsprocesser där enkelhet, robusthet och höga pumpningshastigheter för vissa gaser är fördelar, även om moderna system ofta kombinerar diffusionpumpar med turbomolekylära eller ionpumpar för bredare prestanda.