渦輪分子泵

渦輪分子泵是一種高真空泵，通過高速旋轉的渦輪葉片將氣體分子從進氣口定向抽向排氣口，通常與前級泵（如旋片泵）聯用，實現10?11~10?1 Pa（超高真空至中真空）的壓力范圍。其特點是無油污染、抽速快，廣泛應用于半導體、科研、鍍膜等領域。

1. 結構與工作原理

（1）核心組件

• 轉子葉片：多級鋁合金或鈦合金渦輪葉片（轉速約20,000~90,000 RPM）。

• 定子葉片：與轉子交錯排列，形成氣體通道。

• 電機：高頻交流電機或磁懸浮軸承電機（避免機械磨損）。

• 排氣口：連接前級泵（如旋片泵），排出壓縮后的氣體。

（2）工作原理

• 動量傳遞：高速旋轉的葉片撞擊氣體分子，使其向下級運動（分子流態下有效）。

• 壓縮比：每級葉片對氣體進行壓縮，最終由前級泵排至大氣。

• 工作壓力范圍：依賴分子流狀態（需氣體分子平均自由程＞葉片間距）。

• 注：渦輪分子泵在分子流態（壓力＜10?1 Pa）下效率高，需避免大氣壓下啟動（會過熱損壞）。

2. 關鍵性能參數

3. 渦輪分子泵 vs. 其他真空泵

4. 典型應用

• 半導體制造：晶圓刻蝕、離子注入設備的超高真空環境。

• 科研儀器：電子顯微鏡（TEM）、粒子加速器、質譜儀。

• 光學鍍膜：制備高純度薄膜（如AR鍍膜）。

• 航天模擬：太空環境模擬艙的抽氣系統。

5. 選型與使用注意事項

（1）選型要點

• 抽速匹配：根據腔體體積和所需真空度計算（如100 L腔體抽至10?? Pa需抽速≥50 L/s）。

• 氣體類型：輕氣體（H?、He）需選擇高壓縮比型號。

• 軸承類型：

• 機械軸承：成本低，壽命約3~5年。

• 磁懸浮軸承：無磨損，壽命長，但價格高。

• 兼容性：避免腐蝕性氣體（如Cl?、HF）或粉塵環境。

（2）操作與維護

• 啟動順序：先開前級泵（至10?1 Pa以下），再啟動渦輪泵。

• 停機保護：停機前繼續抽氣至低溫（防止軸承油蒸氣反流）。

• 防振動：安裝時需減震底座，避免影響精密設備。

• 定期保養：檢查軸承狀態、清潔進氣口濾網（若配置）。