Die Funktion einer Diffusionspumpe besteht darin, ein Hochvakuum zu erzeugen, indem sie die kinetische Energie einer verdampften Flüssigkeit nutzt, um Gasmoleküle aus einer Kammer mitzureißen und zu entfernen. Im Gegensatz zu mechanischen Pumpen, die bewegliche Teile verwenden, um Luft zu verdrängen, arbeiten Diffusionspumpen durch Verdampfen einer Flüssigkeit, in der Regel Öl, die dann Luftmoleküle einfängt und sie in einen kühleren Bereich transportiert, wo sie freigesetzt werden. Dieser Prozess beruht auf dem Schwung des Dampfstroms und dem Kühleffekt, um die Kammer effizient zu evakuieren.
Ausführliche Erläuterung:
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Prinzip der Funktionsweise:
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Diffusionspumpen arbeiten nach dem Prinzip des Flüssigkeitsmitreißens, bei dem der Dampf einer siedenden Flüssigkeit Luftmoleküle einfängt. Dies steht im Gegensatz zu mechanischen Pumpen, die physikalische Mechanismen wie Kolben oder Schaufeln verwenden, um Luft aus einer Kammer zu drücken. Bei Diffusionspumpen wird die Flüssigkeit (häufig Öl) erhitzt, bis sie verdampft. Der Hochgeschwindigkeitsdampfstrom interagiert dann mit den Gasmolekülen in der Kammer und fegt sie effektiv zum Auslass.Mechanismus der Gasentfernung:
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Die verdampfte Flüssigkeit mit den mitgerissenen Gasmolekülen bewegt sich zu einem kühleren Teil der Pumpe, wo sie kondensiert. Durch diese Kondensation werden die eingeschlossenen Gasmoleküle freigesetzt, die dann aus dem System abgeleitet werden. Die Kombination aus Schwerkraft und gerichteter Strömung der Dämpfe trägt dazu bei, die Gasmoleküle zum Boden der Pumpe zu leiten, wodurch die Effizienz des Evakuierungsprozesses erhöht wird.
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Hochvakuum-Fähigkeiten:
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Diffusionspumpen sind in der Lage, sehr niedrige Drücke zu erreichen, die zwischen 10-2 und 10-10 Torr liegen. Aufgrund dieser hohen Vakuumfähigkeit eignen sie sich für verschiedene industrielle Anwendungen wie Elektronenstrahlmikroskopie, Vakuumabscheidung, Beschichtungen und Vakuumöfen. Das Fehlen von beweglichen Teilen in Diffusionspumpen trägt zu ihrer Langlebigkeit und Zuverlässigkeit bei.Betriebliche Anforderungen:
Obwohl Diffusionspumpen selbst keine beweglichen Teile haben, benötigen sie eine Vorpumpe, um den Druck im System während der Stillstandszeiten niedrig zu halten. Wenn die Diffusionspumpe in Betrieb ist, ist die Vorpumpe isoliert, und ihre Hauptfunktion besteht darin, die Aufrechterhaltung der erforderlichen Vakuumbedingungen zu unterstützen.
