1. ปั๊มสูญญากาศ: โรงไฟฟ้าของระบบสูญญากาศ
ปั๊มสูญญากาศสร้างและรักษาสภาพแวดล้อมสูญญากาศโดยการกำจัดโมเลกุลของก๊าซออกจากพื้นที่ปิดผนึก พวกเขาถูกจัดหมวดหมู่ตามช่วงและกลไกการทำงานของพวกเขา:

. ปั๊มกล
- ประเภท: ปั๊มใบพัดหมุน, ปั๊มสกรู
- หลักการ: การบีบอัดเครื่องกลของก๊าซผ่านส่วนประกอบการหมุน
ปั๊มใบพัดหมุนใช้ใบพัดที่ติดตั้งผิดปกติพร้อมใบพัดแบบพับเก็บได้เพื่อดักจับและบีบอัดก๊าซ
ปั๊มสกรูพึ่งพาใบพัดคู่แบบคู่เพื่อขนส่งก๊าซด้วยการสั่นสะเทือนน้อยที่สุด
- ผลงาน:
ช่วงความดัน: สูญญากาศต่ำ (1 ×10⁻³ - 760 TORR)
คุณสมบัติที่สำคัญ: ความเร็วในการสูบฉีดเร็วคุ้มค่าและความเหมาะสมสำหรับระยะสูญญากาศที่หยาบ
- แอปพลิเคชัน: การสร้างก่อนการผลิต (ปั๊ม foreline), เครื่องอบแห้งและอุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการ
ข. ปั๊มโมเลกุล
- หลักการ: ใบมีดหมุนความเร็วสูง (20, 000-90, 000 rpm) ส่งโมเมนตัมไปยังโมเลกุลแก๊สนำไปสู่ไอเสีย
- ผลงาน:
ช่วงความดัน: สูญญากาศสูง (1 ×10⁻⁹ - 1 ×10⁻³ Torr)
คุณสมบัติที่สำคัญ: การดำเนินการปลอดน้ำมันสิ่งสำคัญสำหรับกระบวนการที่ไวต่อการปนเปื้อน
- ประเภท:
ปั๊มโมเลกุลเทอร์โบ: ใบพัดกังหันหลายขั้นตอนสำหรับการอพยพก๊าซที่มีประสิทธิภาพ
ปั๊มโมเลกุลไฮบริด: รวมเทอร์โบและขั้นตอนการลากเพื่อการครอบคลุมแรงดันที่กว้างขึ้น
- แอปพลิเคชัน: การพิมพ์หินเซมิคอนดักเตอร์, การเชื่อมลำแสงอิเล็กตรอนและการทับถมของฟิล์มบาง


ค. ปั๊มแช่แข็ง
- หลักการ: โมเลกุลแก๊สถูกควบแน่นและติดอยู่บนพื้นผิวที่เย็นลงถึง 10-20 K โดยใช้ฮีเลียมเหลวหรือแช่แข็ง
- ผลงาน:
ช่วงความดัน: สูญญากาศสูงเป็นพิเศษ (<1×10⁻¹⁰ Torr).
คุณสมบัติที่สำคัญ: ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวการทำงานที่สะอาดเป็นพิเศษ แต่ต้องมีการฟื้นฟูเป็นระยะเพื่อปล่อยก๊าซที่ติดอยู่
- แอปพลิเคชัน: ตัวเร่งอนุภาค, ห้องจำลองพื้นที่และเครื่องมือวิเคราะห์พื้นผิว (เช่น X-ray photoelectron spectroscopy)
2. ห้องสูญญากาศ: วิศวกรรมเป็นโมฆะ
ห้องสูญญากาศถูกปิดผนึกภาชนะที่ออกแบบมาเพื่อรักษาสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันต่ำ
การออกแบบและวัสดุ
- สแตนเลส (304\/316L): ที่ต้องการสำหรับสภาพแวดล้อมที่สูงและการกัดกร่อน (เช่นการแกะสลักพลาสมา)
- อลูมิเนียมอัลลอยด์ (6061\/5083): น้ำหนักเบาและนำไฟฟ้าเหมาะสำหรับการระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว (เช่นกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน)
เทคโนโลยีการปิดผนึก
- แมวน้ำคงที่: ปะเก็นโลหะ (ทองแดงสำหรับสุญญากาศสูงเป็นพิเศษ) หรืออี-ริงอีลาสโตเมอร์ (ฟลูออโรคาร์บอนสำหรับการใช้งานทั่วไป)
- แมวน้ำแบบไดนามิก: ซีลของเหลวแม่เหล็กสำหรับการหมุนเพลา (เช่นไดรฟ์ปั๊มโมเลกุล) หรือเครื่องสูบลมสำหรับการถ่ายโอนการเคลื่อนไหว
กรณีการใช้งานอุตสาหกรรม
- ระบบเคลือบ: การสะสมไอทางกายภาพ (PVD) ห้องสำหรับการเคลือบด้วยแสงหรือเซมิคอนดักเตอร์
- เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์: กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่ต้องการสูญญากาศเพื่อป้องกันการกระเจิงของอิเล็กตรอน
- การทดสอบอวกาศ: การจำลองสภาพภายนอกสำหรับส่วนประกอบดาวเทียม
3. เครื่องมือตรวจจับ: สร้างความมั่นใจให้กับความแม่นยำ

. มาตรวัดสูญญากาศ
เครื่องมือเหล่านี้วัดความดันในระดับสูญญากาศที่แตกต่างกัน:
- มาตรวัด Pirani: ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงการนำไฟฟ้าความร้อน (10⁻⁴ - 760 TORR) เหมาะสำหรับการตรวจสอบสูญญากาศหยาบ
- ความจุ manometers: วัดความดันผ่านการเบี่ยงเบนไดอะแฟรม (10⁻⁴ - 1,000 TORR) ซึ่งให้ความแม่นยำสูง
- เกจวัดไอออนไนซ์: ใช้การทิ้งระเบิดอิเล็กตรอนเพื่อไอออนไนซ์โมเลกุลก๊าซ (10⁻⁻-10⁻³ Torr) จำเป็นสำหรับระบบการระเหยสูง
ข. สเปกโตรมิเตอร์มวลฮีเลียม
- หลักการ: ตรวจจับก๊าซฮีเลียม tracer ที่หลบหนีผ่านไมโครลีค (ความไวลงไปที่10⁻⁻² torr · l\/s)
- แอปพลิเคชัน:
Semiconductor Fabs: สร้างความมั่นใจว่าห้องประมวลผลเวเฟอร์ที่ปราศจากการรั่วไหล
การบินและอวกาศ: การตรวจสอบความสมบูรณ์ของระบบเชื้อเพลิงในยานอวกาศ
HVAC: ทดสอบซีลวงจรสารทำความเย็น

จากการเปิดใช้งานการผลิตชิประดับนาโนเมตรไปจนถึงการปลดล็อคการค้นพบฟิสิกส์ควอนตัมอุปกรณ์สูญญากาศเป็นกระดูกสันหลังของเทคโนโลยีขั้นสูง ในขณะที่อุตสาหกรรมผลักไปสู่เครื่องชั่งขนาดเล็กและประสิทธิภาพที่สูงขึ้นนวัตกรรมในการออกแบบปั๊มวัสดุห้องและการตรวจจับการรั่วไหลจะยังคงเพิ่มความคืบหน้าผ่านวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม
