کریوپمپ ایک ویکیوم پمپ ہے جو گیس کو گاڑھا کرنے کے لیے کم درجہ حرارت کی سطح کا استعمال کرتا ہے، جسے کنڈینسیٹ پمپ بھی کہا جاتا ہے۔ cryopump سب سے زیادہ پمپنگ کی شرح اور سب سے کم حتمی دباؤ کے ساتھ ایک صاف ویکیوم حاصل کرسکتا ہے، اور وسیع پیمانے پر سیمی کنڈکٹرز اور مربوط سرکٹس کی تحقیق اور پیداوار کے ساتھ ساتھ مالیکیولر بیم ریسرچ، ویکیوم کوٹنگ کا سامان، ویکیوم سطح کے تجزیہ کے آلات، آئن امپلانٹرز اور خلائی نقلی آلات وغیرہ پہلو۔
پمپنگ اصول
کریوپمپ کے اندر ایک کولڈ پلیٹ ہے جسے مائع ہیلیم یا ریفریجریٹر کے ذریعے بہت کم درجہ حرارت پر ٹھنڈا کیا جاتا ہے۔ یہ گیس کو گاڑھا کرتا ہے اور کنڈینسیٹ کے بخارات کے دباؤ کو پمپ کے حتمی دباؤ سے نیچے رکھتا ہے، تاکہ پمپنگ اثر حاصل کیا جا سکے۔ کم درجہ حرارت پمپنگ کے اہم کام کم درجہ حرارت کی سنکشیشن، کم درجہ حرارت جذب اور کم درجہ حرارت کی گرفت ہیں۔
① Low temperature condensation: gas molecules condense on the surface of the cold plate or on the condensed gas layer, and the equilibrium pressure is basically equal to the vapor pressure of the condensate. When pumping air, the temperature of the cold plate must be lower than 25K; when pumping hydrogen, the temperature of the cold plate is lower. The thickness of the low-temperature condensation and extraction condensation layer can reach about 10 mm.
②Low temperature adsorption: The gas molecules are adsorbed on the surface of the adsorbent coated on the cold plate with a thickness of a monomolecular layer (in the order of centimeters). The equilibrium pressure for adsorption is much lower than the vapor pressure at the same temperature.
اگر ہائیڈروجن کا بخارات کا دباؤ 20K پر ہوا کے دباؤ کے برابر ہے، 20K فعال کاربن کے ساتھ ہائیڈروجن جذب کرتے وقت جذب کا توازن دباؤ Pa سے کم ہوتا ہے۔ یہ اعلی درجہ حرارت پر کرائیوجینک جذب کے ذریعہ پمپنگ کو انجام دینا ممکن بناتا ہے۔
③Cryogenic trapping: Gas molecules that cannot be condensed at the extraction temperature are buried and adsorbed by the growing layer of condensable gas.
عام طور پر، پمپ کا حتمی دباؤ کولڈ پلیٹ کے درجہ حرارت پر گاڑھی گیس کا بخارات کا دباؤ ہے۔ جب درجہ حرارت 120K ہوتا ہے، تو پانی کا بخارات کا دباؤ پہلے ہی Pa سے کم ہوتا ہے۔ 20K کے درجہ حرارت پر، ہیلیم، نیون اور ہائیڈروجن کے علاوہ، دیگر گیسوں کے بخارات کا دباؤ بھی Pa سے کم ہوتا ہے۔
تاہم، پمپ شدہ کنٹینر اور کرائیوجینک کولڈ پلیٹ کے مختلف درجہ حرارت کی وجہ سے، پمپ کا حتمی دباؤ کنڈینسیٹ کے بخارات کے دباؤ سے زیادہ ہے۔
کمرے کے درجہ حرارت پر ایک برتن کے لیے، 20K کے کریوپینل کے ساتھ، پمپ کا حتمی دباؤ کنڈینسیٹ کے بخارات کے دباؤ سے تقریباً 4 گنا زیادہ ہوتا ہے۔