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扩散泵的泵液和热效应



理想的扩散泵泵液应该是稳定、蒸气压低、气化热小,而且在拿取、使用和倒掉时应该是安全的。它又应该是不会分解,不会吸收

气体,又不与周围物质起反应的。遗憾的是满足这些要求的泵液并不存在。水银是最先被用作为扩散泵泵液的唯一的液体元素。现

在,几乎在所有的应用方面水银都已为分馏过的碳级化合物和合成泵液所取代。水银的蒸气压高,而且在工作中必须用冷阱捕集之

。它还有毒。即使这样,因为它不分解,又不溶解气体,并且因为它的质谱很容易识别,所以在某些特殊应用,如质谱学中仍旧使

用着。在结束讨论这个水银作泵液的题目之前,还应注意在通常的油扩散泵中水银和油是不能替换使用的。水银所要求的锅沪沮度

要比油所要求的为低,而且还会与油扩散泵的某些结构材料起反应。除非在液氮冷阱和水银扩散泵之间再加装一个温度高于-40℃的

障板,否则在水银泵上方的液氮冷讲持续工作几天后,就会把锅炉.里所盛的水银耗尽。

大多数扩散泵采用各种分馏过的碳氢化合物、醋类、聚硅氧烷或醚类物质。现已证明没有一种泵液能很好地适用于所有的用途。轻

油的抽速要比重油高,而重泵液的蒸气压低,这对要求高的应用中获得所需要的低的极限压强是很必要的。碳氮化合物油是最先代

替水银的有机泵液。这些泵液在加热时会分解,因而限制了它们所能获得的极限压强。

泵液中的轻馏分会返流进入真空室,而重馏分则会淀积在泵上。引入分馏泵使油在冷凝后让轻馏分优先蒸发流向底喷口,以便被前

级泵抽除。使一段喷射器的壁面维持在高的温度可对泵油进行除气〕。结合上述的和其它设计方面的进展,并采用精选过的碳氢化

合物经分子蒸馏而制成的重油的扩散泵能够达到5*10-5Pa(不用冷阱),采用液氮冷阱时则可达到5*10-7Pa。

不管用什么样的泵液,扩散泵都不应该在热的时候放入大气,否则会使泵液散射到整个系统中去,而且会使泵液逐渐变质或者在泵

的内表面上形成有光泽的淀积物。虽然五基苯基醚由于它在与电子碰撞时会聚合而形成一层导电膜而不是会带电且反射电子的绝缘

膜,因而在质谱检漏仪、残余气体分析器和电子显微镜中可用来代替硅油或碳氢化合物油,但由于DC-705油的价格便宜,所以它仍

比五基苯基醚用得更为广泛。当不允许存在硅油污染时,也采用五墓苯基醚。不太贵的癸二酸氢酷是适用于某些这类应用的。全氟

醚也是稳定的、蒸气压低而且不会聚合成绝缘膜的。但据报道它的抽速要比五环聚苯摹醚低。在为要求严格的应用选择泵液时,价

格不是主要的因素,因为商业上实际可作到有效的回收再生。

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