En vakuumpumpe, der bruger en lavtemperaturoverflade til at kondensere gas, også kendt som en kondensatpumpe. Kryopumpen er vakuumpumpen med det laveste sluttryk og den højeste pumpehastighed for at opnå et rent vakuum. Det er meget udbredt i forskning og produktion af halvledere og integrerede kredsløb, såvel som molekylær stråleforskning, vakuumbelægningsudstyr, vakuumoverfladeanalyseinstrumenter, ionimplantatorer og rumsimulering. enheder mv.
Pumpeprincip Kryopumpen er udstyret med en kold plade afkølet til en meget lav temperatur med flydende helium eller et køleskab. Det kondenserer gassen og holder kondensatets damptryk under pumpens sluttryk for at opnå pumpeeffekten. Hovedfunktionerne ved lavtemperaturpumpning er lavtemperaturkondensering, lavtemperaturadsorption og lavtemperaturindfangning. ① Lavtemperaturkondensering: Gasmolekyler kondenserer på overfladen af den kolde plade eller på det kondenserede gaslag, og ligevægtstrykket er stort set lig med kondensatets damptryk. Ved luftpumpning skal koldpladens temperatur være lavere end 25K; ved pumpning af brint er temperaturen på den kolde plade lavere. Tykkelsen af lavtemperatur kondensation og ekstraktion kondensation laget kan nå omkring 10 mm. ②Lavtemperaturadsorption: Gasmolekylerne adsorberes på overfladen af adsorbenten, der er coatet på den kolde plade med en tykkelse på et monolag (10-8 cm). Ligevægtstrykket for adsorption er meget lavere end damptrykket ved samme temperatur. Hvis damptrykket af brint er lig med atmosfærisk tryk ved 20K, er ligevægtstrykket for adsorption lavere end 10-8 Pa, når aktivt kul med 20K absorberer brint. Dette gør det muligt at udføre pumpning ved kryogen adsorption ved højere temperaturer. ③ Kryogenisk fangst: Gasmolekyler, der ikke kan kondenseres ved ekstraktionstemperaturen, begraves og adsorberes af det voksende lag af kondenserbar gas.
Generelt set er pumpens endelige tryk damptrykket af den kondenserede gas ved temperaturen på den kolde plade. Når temperaturen er 120K, er vandets damptryk allerede lavere end 10-8 Pa. Når temperaturen er 20K, bortset fra helium, neon og brint, er damptrykket for andre gasser også lavere end {{3} } Pa. Men på grund af de forskellige temperaturer i den pumpede beholder og den kryogene kolde plade, er pumpens sluttryk højere end kondensatets damptryk. For en beholder ved stuetemperatur, med et kryopanel på 20K, er pumpens sluttryk ca. 4 gange kondensatets damptryk.