Vacuum generation banner component

Bagaimana pam sorpsi berfungsi?

Istilah "pam sorpsi" merangkumi semua susunan untuk mengeluarkan gas dan wap dari suatu ruang melalui cara sorpsi. Partikel gas yang dipam tersebut terikat pada permukaan atau di dalam agen-agen ini, sama ada melalui daya penyerapan yang bergantung kepada suhu fizikal (daya van der Waals), kemisorpsi, penyerapan, atau dengan terbenam semasa proses pembentukan berterusan permukaan penyerap yang baru. Dengan membandingkan prinsip operasi mereka, kita dapat membezakan antara pam adsorpsi, di mana penyerapan gas berlaku hanya melalui proses adsorpsi yang dikawal suhu, dan pam getter, di mana penyerapan dan pengekalan gas pada dasarnya disebabkan oleh pembentukan sebatian kimia. Gettering adalah pengikatan gas kepada permukaan yang tulen, kebanyakannya logam, yang tidak dilindungi oleh lapisan oksida atau karbida. Permukaan seperti ini sentiasa terbentuk semasa pembuatan, pemasangan atau semasa mengeluarkan sistem. Permukaan getter yang paling murni dan kebanyakannya logam dihasilkan secara berterusan sama ada secara langsung dalam vakum melalui penyejatan (pam penyejat) atau melalui sputtering (pam sputter) atau lapisan permukaan pasif getter (logam) dikeluarkan dengan mengeluarkan gas dari vakum, supaya bahan murni terdedah kepada vakum. Langkah ini dipanggil pengaktifan (NEG pumps NEG = Getter Tidak Menguap).

Prinsip kerja pam adsorpsi

Pam penjerapan (lihat Rajah. 2,59) berfungsi mengikut prinsip penjerapan fizikal gas pada permukaan penyaring molekul atau bahan penjerapan lain (contohnya Al2O3 yang diaktifkan). Zeolit 13X sering digunakan sebagai bahan penjerapan. Aluminosilikat alkali ini mempunyai untuk jisim bahan tersebut kawasan permukaan yang luar biasa besar, kira-kira 1000 m2/g bahan pepejal. Oleh itu, keupayaannya untuk menyerap gas adalah besar. 

Leybold - Vacuum Fundamentals graphics

Rajah 2,59 Lintang melintang pam penjerapan menunjukkan reka bentuk.

  1. Port masuk
  2. Port pengeluaran gas
  3. Sokongan
  4. Badan pam
  5. Sirip penghantar terma
  6. Bahan penjerapan (contohnya Zeolit)

 Diameter liang zeolit 13X adalah sekitar 13 Å, yang berada dalam ukuran wap air, wap minyak, dan molekul gas yang lebih besar (sekitar 10 Å). Dengan menganggap bahawa diameter molekul purata adalah separuh daripada nilai ini, 5 · 10-8 cm, sekitar 5 · 1018 molekul diserap dalam satu lapisan pada permukaan 1 m2. Untuk molekul nitrogen dengan jisim molekul relatif Mr = 28 yang bersamaan dengan sekitar 2 · 10-4g atau 0,20 mbar · l. Oleh itu, permukaan penjerapan seluas 1000 m2 mampu menyerap lapisan monomolekul di mana lebih daripada 133 mbar · l gas terikat. 

Hidrogen dan gas mulia ringan, seperti helium dan neon, mempunyai diameter zarah yang relatif kecil berbanding dengan saiz liang 13 Å untuk zeolit 13X. Oleh itu, gas-gas ini sangat kurang diserap. 

Bagaimana haba dan tekanan mempengaruhi penyerapan gas

Penyerapan gas di permukaan bergantung bukan sahaja kepada suhu, tetapi lebih penting lagi kepada tekanan di atas permukaan penyerapan. Kebergantungan ini diwakili secara grafik untuk beberapa gas oleh isoterm penyerapan yang diberikan dalam Rajah. 2,60. Dalam praktiknya, pam adsorpsi disambungkan melalui injap ke bekas yang akan dikosongkan. Ia adalah dengan merendam badan pam dalam nitrogen cecair bahawa kesan sorpsi menjadi berguna secara teknikal. Oleh kerana sifat penyerapan yang berbeza, kelajuan pam dan tekanan akhir bagi pam penyerapan adalah berbeza untuk pelbagai molekul gas: nilai terbaik dicapai untuk nitrogen, karbon dioksida, wap air, dan wap hidrokarbon. Gas mulia ringan hampir tidak dipam sama sekali kerana diameter partikel adalah kecil berbanding dengan liang zeolit. Apabila kesan penyerapan berkurangan dengan peningkatan penutupan permukaan zeolit, kelajuan pam akan menurun dengan peningkatan jumlah zarah yang telah diserap. Kelajuan pam pengikatan, oleh itu, bergantung kepada jumlah gas yang telah dipam dan oleh itu tidak tetap dengan masa. 

Leybold - Vacuum Fundamentals graphics

Rajah 2,60 Isoterm penyerapan zeolit 13X untuk nitrogen pada -319°F (-195°C) dan 68°F (20°C), serta untuk helium dan neon pada -319°F (-195°C).

Tekanan maksimum yang dapat dicapai dengan pam penjerapan ditentukan pada awalnya oleh gas-gas yang mendominasi dalam bekas pada permulaan proses pam dan yang diserap dengan buruk atau tidak diserap sama sekali (contohnya neon atau helium) di permukaan zeolit. Dalam udara atmosfera, beberapa bahagian per juta gas-gas ini terdapat. Oleh itu, tekanan < 10-2 mbar boleh diperoleh. 

Jika tekanan di bawah 10-3 mbar ingin dihasilkan secara eksklusif dengan pam adsorpsi, sebaiknya tiada neon atau helium dalam campuran gas. 

Selepas proses pam, pam mesti dipanaskan hanya hingga suhu bilik agar gas yang diserap dapat dilepaskan dan zeolit dapat dijana semula untuk digunakan semula. Jika udara (atau gas lembap) yang mengandungi banyak wap air telah dipam, adalah disyorkan untuk mengeringkan pam sepenuhnya selama beberapa jam pada suhu 392°F (200°C) atau lebih. 

Untuk mengepam kapal yang lebih besar, beberapa pam penyerapan digunakan secara selari atau secara siri. Pertama, tekanan dikurangkan dari tekanan atmosfera kepada beberapa milibar oleh peringkat pertama untuk "menangkap" banyak molekul gas mulia helium dan neon. Setelah pam-pam pada tahap ini telah tepu, injap kepada pam-pam ini ditutup dan injap yang sebelum ini ditutup kepada pam penyerapan lain yang masih mengandungi adsorben bersih dibuka supaya pam ini dapat mengepam ruang vakum ke tahap tekanan yang lebih rendah seterusnya. Prosedur ini boleh diteruskan sehingga tekanan akhir tidak dapat diperbaiki lagi dengan menambah pam penyerapan bersih yang lain. 

Apakah pam sublimasi?

Pam sublimasi adalah pam sorpsi di mana bahan getter diuapkan dan disimpan pada dinding dalam yang sejuk sebagai filem getter. Di permukaan filem getter sedemikian, molekul gas membentuk sebatian stabil, yang mempunyai tekanan wap yang tidak terukur rendah. Filem pengambil aktif diperbaharui melalui penyejatan seterusnya. Secara amnya, titanium digunakan dalam pam sublimasi sebagai getter. Titanium diuapkan dari wayar yang diperbuat daripada aloi khas dengan kandungan titanium yang tinggi yang dipanaskan oleh arus elektrik. Walaupun kapasiti penyerapan optimum (kira-kira satu atom nitrogen bagi setiap atom titanium yang menguap) sukar dicapai dalam amalan, pam sublimasi titanium mempunyai kelajuan pam yang luar biasa tinggi untuk gas aktif, yang, terutamanya semasa proses permulaan atau pada pengeluaran mendadak kuantiti gas yang lebih besar, dapat dipam dengan cepat. Sebagai pam sublimasi berfungsi sebagai pam tambahan (penambah) kepada pam sputter-ion dan pam turbomolekul, pemasangannya sering kali tidak dapat dielakkan (seperti "penambah" dalam pam penyuntik wap; lihat halaman mengenai pam penyebaran minyak untuk maklumat lanjut).

Download Software

Asas Teknologi Vakum 

Muat turun e-Buku kami "Asas Teknologi Vakum" untuk mengetahui keperluan dan proses pam vakum. 

Rujukan

Simbol vakum

Simbol vakum

Sebuah glosari simbol yang biasa digunakan dalam diagram teknologi vakum sebagai representasi visual jenis pam dan bahagian dalam sistem pam.

BACA LEBIH LANJUT

Glosari unit

Glosari unit

Tinjauan mengenai unit pengukuran yang digunakan dalam teknologi vakum dan apa yang dimaksudkan dengan simbol-simbol tersebut, serta padanan moden bagi unit-unit sejarah.

BACA LEBIH LANJUT

Rujukan dan sumber

Rujukan dan sumber

Rujukan, sumber dan bacaan lanjut berkaitan dengan pengetahuan asas teknologi vakum

BACA LEBIH LANJUT

Simbol vakum

Sebuah glosari simbol yang biasa digunakan dalam diagram teknologi vakum sebagai representasi visual jenis pam dan bahagian dalam sistem pam.

BACA LEBIH LANJUT

Glosari unit

Tinjauan mengenai unit pengukuran yang digunakan dalam teknologi vakum dan apa yang dimaksudkan dengan simbol-simbol tersebut, serta padanan moden bagi unit-unit sejarah.

BACA LEBIH LANJUT

Rujukan dan sumber

Rujukan, sumber dan bacaan lanjut berkaitan dengan pengetahuan asas teknologi vakum

BACA LEBIH LANJUT

Production / People Image Pictures

Mari bercakap

Kami memberi tumpuan kepada kedekatan dengan pelanggan. Hubungi kami untuk semua pertanyaan anda.

Hubungi kami

Loading...