其核心在于，高真空炉依赖于多级抽气系统。这些系统总是结合一个机械式“粗抽”泵（用于初始抽空）和一个专门的高真空泵——最常见的是涡轮分子泵或扩散泵——以达到高纯度热处理所需的极低压力。
没有单一的泵能有效地弥合从大气压到高真空的巨大压力差。解决方案是战略性搭配：大容量机械泵创建初始低压环境，使高真空泵能够接管并达到最终目标压力。
为何多级系统必不可少
实现高真空是清除密封腔内气体分子的过程。不同的泵设计用于在不同的压力范围内高效运行，因此单一泵解决方案不切实际。
机械“粗抽”泵的作用
第一阶段的抽空由机械泵（通常是旋片泵）负责。它的任务是从炉腔中清除大部分空气，将压力从大气压（760 托）降低到低真空范围（约 10⁻³ 托）。
这些泵擅长移动大量气体，但在较低压力下效率会大大降低。它们完成最初的“繁重工作”，为高真空泵开始运行创造环境。
高真空“终结者”泵的作用
一旦机械泵建立了足够的“前级”或“背压”，高真空泵便接管工作。这些泵基于动量传递原理运行，有效地捕获单个气体分子并将其引向机械泵，以便最终从系统中排出。
核心高真空泵技术
高真空泵的选择是炉子能力的一个决定性特征。最常见的两种选择是涡轮分子泵和扩散泵。
涡轮分子泵（分子涡轮机）
涡轮分子泵，或称“涡轮泵”，其工作原理类似于多级涡轮机。它使用以极高速度（每分钟数万转）旋转的转子和定子叶片组，将气体分子从炉腔“拍打”至前级泵出口。
这纯粹是一种机械的动量传递过程。因为它不向系统引入蒸汽，所以被认为是一种“清洁”的抽气方法。
扩散泵（蒸汽喷射）
扩散泵是一种结构更简单的设备，没有移动部件。它通过在泵堆底部加热特种油使其沸腾来工作。这会产生高速的油蒸汽射流，向下流动，夹带来自炉腔的气体分子，并将其拖向前级出口。
泵外壁上的冷却盘管使油蒸汽冷凝并返回到沸腾器，而被捕获的气体则由前级泵排出。
了解权衡：涡轮泵与扩散泵
在涡轮分子泵和扩散泵之间进行选择，需要平衡性能、清洁度和操作复杂性。
清洁度和污染
涡轮分子泵提供本质上更清洁、无碳氢化合物的真空，因为它不使用汽化的流体。这对于半导体制造、医疗设备制造和电子产品等高度敏感的应用至关重要，在这些应用中，任何油污染都可能毁坏产品。
扩散泵，就其性质而言，使用油蒸汽。虽然现代设计包括挡板以尽量减少油蒸汽，但油回流进入炉腔的风险始终存在，这可能对某些工艺有害。
抽速和性能
涡轮泵通常提供更快的抽空周期，并且可以达到比扩散泵更低的极限压力。它们在达到旋转速度后几乎可以立即开始运行。
扩散泵需要预热期以使油沸腾，并在之后需要冷却期。然而，它们通常在处理加工脱气过程中可能出现的大量突发气体（高气体负荷）方面更有效。
成本和维护
扩散泵机械结构简单，坚固耐用，初始购买成本通常较低。其主要维护涉及定期更换油。
涡轮分子泵是更复杂的精密仪器，初始成本较高。其高速轴承寿命有限，最终将需要昂贵的维修或更换。
为您的目标做出正确选择
抽气系统必须与工艺材料的需求和所需的最终产品相匹配。
- 如果您的主要关注点是工艺纯度和速度：涡轮分子泵系统是其清洁、无油运行和快速循环的卓越选择，适用于电子、医疗和研究应用。
- 如果您的主要关注点是坚固性和成本效益：维护良好的扩散泵系统是用于钎焊、烧结和退火等冶金工艺的可靠主力，在这些工艺中，极高的纯度不那么关键。
最终，选择正确的抽气系统是基于您的应用对纯度、速度和预算的具体平衡的深思熟虑的决定。
总结表：
| 泵类型 | 主要功能 | 主要特点 | 理想应用 |
|---|---|---|---|
| 机械（粗抽）泵 | 从大气压到低真空（约 10⁻³ 托）的初始抽空 | 高气体处理量，产生背压 | 所有系统的通用粗抽阶段 |
| 涡轮分子泵 | 通过清洁、无油操作实现高真空 | 抽速快，极限压力低，无碳氢化合物 | 半导体、医疗设备、电子产品 |
| 扩散泵 | 使用油蒸汽射流实现高真空 | 坚固耐用，成本效益高，处理高气体负荷 | 在纯度要求不那么严格的钎焊、烧结、退火工艺中 |
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