1. پمپ های خلاء: نیروگاه سیستم های خلاء
پمپ های خلاء با از بین بردن مولکول های گاز از فضاهای مهر و موم شده ، محیط های خلاء را تولید و حفظ می کنند. آنها بر اساس دامنه و مکانیسم های عملیاتی خود طبقه بندی می شوند:

الف پمپ های مکانیکی
- انواع: پمپ های روتاری ، پمپ های پیچ.
- اصل: فشرده سازی مکانیکی گاز از طریق اجزای چرخان.
پمپ های روتاریبرای تله و فشرده سازی گاز از یک روتور نصب شده خارج از مرکز با ون های قابل جمع شدن استفاده کنید.
پمپ های پیچبرای انتقال گاز با حداقل لرزش به روتورهای مارپیچ دوگانه اعتماد کنید.
- عمل:
دامنه فشار: خلاء کم (10 × 10 ⁻³ - 760 TORR).
ویژگی های کلیدی: سرعت پمپاژ سریع ، مقرون به صرفه بودن و مناسب بودن برای مراحل خلاء خشن.
- برنامه: ایجاد قبل از تخلیه (پمپ های پیشانی) ، خشک کن های یخ زده و تجهیزات آزمایشگاهی.
ب. پمپ های مولکولی
- اصل: تیغه های چرخشی با سرعت بالا (20 ، {2}}}-90 ، {4}} rpm) حرکت به مولکول های گاز را نشان می دهد و آنها را به سمت اگزوز هدایت می کند.
- عمل:
دامنه فشار: خلاء بالا (10 × 10 ⁻⁹ - 1 × 10⁻³ Torr).
ویژگی های کلیدی: عملیات بدون روغن ، برای فرآیندهای حساس به آلودگی بسیار مهم است.
- انواع:
پمپ های مولکولی توربو: تیغه های توربین چند مرحله ای برای تخلیه کارآمد گاز.
پمپ های مولکولی ترکیبی: مراحل توربو و کشیدن را برای پوشش فشار گسترده تر ترکیب کنید.
- برنامه: لیتوگرافی نیمه هادی ، جوش پرتو الکترونی و رسوب فیلم نازک.


ج. پمپ های کاردیوژنیک
- اصل: مولکول های گازی با استفاده از هلیوم مایع یا کرایووکلرها ، روی سطوح خنک شده تا 10-20 K به دام می افتند.
- عمل:
دامنه فشار: خلاء فوق العاده بلند (<1×10⁻¹⁰ Torr).
ویژگی های کلیدی: بدون قطعات متحرک ، عملکرد فوق العاده تمیز ، اما برای آزاد کردن گازهای به دام افتاده نیاز به بازسازی دوره ای دارد.
- برنامه: شتاب دهنده های ذرات ، اتاق های شبیه سازی فضا و ابزارهای تجزیه و تحلیل سطح (به عنوان مثال ، طیف سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس).
2. اتاق های خلاء: مهندسی خلاء
اتاق های خلاء ظروف مهر و موم شده برای حفظ محیط های کم فشار هستند.
طراحی و مواد
- فولاد ضد زنگ (304\/316L): برای محیط های خلاء بالا و خورنده ترجیح داده می شود (به عنوان مثال ، اچ پلاسما).
- آلیاژهای آلومینیوم (6061\/5083): سبک و از نظر حرارتی رسانا ، ایده آل برای خنک کننده سریع (به عنوان مثال ، میکروسکوپ های الکترونی).
فن آوری های مهر و موم
- مهر و موم استاتیک: واشرهای فلزی (مس برای خلاء فوق العاده بلند) یا حلقه های الاستومر O (فلوروکربن برای مصارف عمومی).
- مهر و موم پویا: مهر و موم های مایع مغناطیسی برای شفت های چرخان (به عنوان مثال ، درایوهای پمپ مولکولی) یا زنگ های انتقال حرکت.
موارد استفاده صنعتی
- سیستم روکش: اتاق های رسوب بخار فیزیکی (PVD) برای پوشش های نوری یا نیمه هادی.
- سازهای علمی: میکروسکوپ های الکترونی که برای جلوگیری از پراکندگی الکترون به خلاء نیاز دارند.
- تست فضا: شبیه سازی شرایط فرازمینی برای اجزای ماهواره.
3. ابزارهای تشخیص: اطمینان از دقت

الف سنجهای خلاء
این ابزارها فشار را در سطح خلاء مختلف اندازه گیری می کنند:
- دستگیره های پیرانی: تغییرات هدایت حرارتی را تشخیص دهید (10 - 760 TORR) ، ایده آل برای نظارت بر خلاء خشن.
- مانومتر خازن: فشار را از طریق انحراف دیافراگم (10 ⁻⁴ - 1000 TORR) اندازه گیری کنید و دقت بالایی را ارائه می دهد.
- اندازه گیری یونیزاسیون: از بمباران الکترونی به مولکول های گاز یونیزاسیون (10⁻-10⁻³ TORR) استفاده کنید ، برای سیستم های با فشار بالا ضروری است.
ب. طیف سنجهای جرمی هلیوم
- اصل: تشخیص گاز ردیاب هلیوم از طریق میکرو نشت (حساسیت به 10⁻⁻² TORR · L\/S).
- برنامه:
فاب های نیمه هادی: اطمینان از اتاق های پردازش ویفر بدون نشت.
هوافضا: اعتبار سنجی یکپارچگی سیستم سوخت در فضاپیما.
HVAC: آزمایش مهر و موم مدار مبرد.

از فعال کردن ساخت تراشه در مقیاس نانومتر تا باز کردن کشف فیزیک کوانتومی ، تجهیزات خلاء ستون فقرات فن آوری های پیشرفته را تشکیل می دهد. از آنجا که صنایع به سمت مقیاس های کوچکتر و راندمان بالاتر حرکت می کنند ، نوآوری در طراحی پمپ ، مواد محفظه و تشخیص نشت همچنان به پیشرفت در سراسر علم و مهندسی ادامه خواهد داد.
