拡散ポンプの用途は、主に高真空環境が要求される産業や研究施設である。これらのポンプは、電子ビーム顕微鏡、真空蒸着、コーティング、真空炉などで使用されています。可動部品を必要とせず、10^-2～10^-10torrの高真空レベルを発生させる能力が評価され、耐久性と信頼性に優れています。
電子ビーム顕微鏡 拡散ポンプは、電子と空気分子の衝突を防ぎ、電子を散乱させて画像を歪ませる可能性のある高真空状態が必要な電子ビーム顕微鏡において極めて重要です。拡散ポンプが提供する高真空は、鮮明で正確なイメージングを保証します。
真空蒸着とコーティング 薄膜蒸着やコーティングなどのプロセスでは、必要な真空環境を作り出すために拡散ポンプが使用されます。これらのプロセスでは、基板上に材料を均一に蒸着させるために、しばしば非常に低い圧力が必要とされます。拡散ポンプによって生成される高真空は、蒸着層の必要な純度と均一性を達成するのに役立ちます。
真空炉： 真空炉の運転では、熱処理プロセスに必要な真空環境を作り出すために拡散ポンプが不可欠です。真空は、処理される材料の品質を劣化させる酸化やその他の化学反応を防ぎます。また、高真空により温度と雰囲気を正確に制御することができ、これは望ましい材料特性を実現するために不可欠です。
動作原理とメンテナンス 拡散ポンプは、沸騰流体の蒸気を利用して空気分子を捕獲し、それを移動・冷却して空気分子を放出することで作動します。このプロセスは、物理的なメカニズムで空気を置換する機械式ポンプとは異なります。拡散ポンプのメンテナンスは比較的簡単で、適切なレベルのオイルと運転用ヒーターの確保が中心です。
作動流体の進化 歴史的には、拡散ポンプの作動流体として水銀が使用されていたが、その毒性のため、炭化水素油に取って代わられた。しかし、炭化水素オイルの使用は、爆発やオイル分解の危険性を伴うものであった。現在では、より安全で安定したシリコーンオイルが一般的に使用されています。
他のポンプとの統合： 拡散ポンプは、真空生成の初期段階において、荒引きポンプ（機械式ポンプやブロワー）と連動することがよくあります。この設定は特に真空炉で一般的で、ポンプの組み合わせにより、効果的な熱処理プロセスに必要な真空レベルが確保されます。
要約すると、拡散ポンプは、そのユニークな動作原理と堅牢な設計を活用して、さまざまな産業用および科学用アプリケーションの高真空環境を作り出す上で重要な役割を果たしています。
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