气氛炉抽真空的几种方式

气氛炉抽真空的几种方式气氛炉抽真空的几种方式各有千秋，选择何种方式往往取决于具体的工艺需求、设备条件以及成本考量。

一种常见的方式是采用机械泵抽真空。机械泵通过其内部的机械结构，不断将炉内的气体抽出，直至达到所需的真空度。这种方式操作简便，成本相对较低，适用于大多数普通气氛炉的抽真空需求。然而，机械泵的抽真空速度可能受限于其设计原理和泵的极限真空度，对于真空度的要求可能力不从心。

另一种高效的方式是使用分子泵抽真空。分子泵通过高速旋转的转子，将气体分子撞击并抛出炉外，其抽真空速度极快，且能达到的真空度。但分子泵的成本较高，且需要配备前级泵以排除大气压至低真空范围的气体，因此更适合对真空度有要求的场合。

除此之外，扩散泵也是一种常用的抽真空方式。它利用油蒸汽在泵体内形成的高真空环境，通过扩散作用将炉内的气体分子排出。扩散泵适用于需要中等到高真空度的场合，其成本适中，但需要定期更换泵油以保持其性能。

随着科技的进步，还有一些新型的抽真空技术正在不断涌现，如低温泵、离子泵等。这些新技术在抽真空效率、极限真空度以及稳定性等方面都有显著的提升，但相应地，其成本和技术难度也较高。

活塞式真空泵抽真空

• 工作原理：利用活塞在气缸内的往复运动，改变气缸的容积，从而实现吸气和排气过程。当活塞向外运动时，气缸容积增大，腔内压力降低，气体从被抽容器通过吸气阀进入气缸；当活塞向内运动时，气缸容积减小，气体被压缩，压力升高，通过排气阀排出气缸，如此循环达到抽真空的目的。

• 特点：结构相对简单，制造和维护成本较低，适用于对真空度要求不特别高的场合，可获得的极限真空度一般在 10? - 10?Pa 左右。但抽气速度相对较慢，且在较高真空度下，由于气体稀薄，抽气效率会显著降低。

旋片式真空泵抽真空

• 工作原理：主要由定子、转子、旋片等部件组成。转子偏心地安装在定子腔内，转子槽内装有旋片，当转子旋转时，旋片在离心力和弹簧力的作用下紧贴定子内壁滑动。转子每转一周，完成一次吸气、压缩和排气过程。随着转子的连续转动，不断地将气体从被抽容器中抽出并排出泵外，从而使容器内的压力逐渐降低，达到抽真空的目的。

• 特点：具有体积小、重量轻、抽气速率快、噪音低等优点，能在较宽的压力范围内有较高的抽气速率，极限真空度一般可达 10?? - 10??Pa，适用于对真空度要求较高的气氛炉。不过，它对被抽气体中的灰尘和水汽比较敏感，需要配备相应的过滤和干燥装置。

罗茨真空泵抽真空

• 工作原理：罗茨真空泵的泵腔内有两个 “8" 字形的转子，它们相互啮合但不接触，由同步齿轮带动做反向等速旋转。在旋转过程中，转子与泵壳之间形成封闭空间，气体从进气口进入这些封闭空间，随着转子的转动，封闭空间内的气体被输送到排气口排出，从而实现抽气过程。由于罗茨真空泵的抽气过程主要是靠转子的旋转来推动气体，而不是靠压缩气体来排气，所以它在较低压力下仍能保持较高的抽气速率。

• 特点：最大的特点是在高真空区域有很高的抽气速率，能大大缩短抽真空的时间，通常与旋片式真空泵等前级泵配合使用，组成机组，可获得 10?? - 10??Pa 甚至更高的真空度，适用于需要快速获得高真空度的气氛炉，但罗茨真空泵不能单独从大气压下开始抽气，必须有前级泵配合。

扩散泵抽真空

• 工作原理：以低压、高速运动的油或汞蒸汽流作为工作介质，当被抽气体分子扩散到蒸汽流中时，会被蒸汽流携带到泵的出口，然后由前级泵抽走。在扩散泵内，蒸汽从喷口高速喷出，在泵壁附近形成低压区域，被抽气体分子由于压力差而向低压区域扩散，并被蒸汽流带向泵的下部，通过排气口排出泵外。

• 特点：可以获得的真空度，通常能达到 10?? - 10??Pa 甚至更低，适用于对真空度要求的气氛炉，如用于半导体制造、真空镀膜等领域的气氛炉。但扩散泵需要有前级泵来维持其前级压力，且工作时需要加热油或汞等工作介质，启动时间较长，对工作环境和操作要求较高。

分子泵抽真空

• 工作原理：利用高速旋转的转子与气体分子之间的碰撞和动量传递来抽气。转子上有许多倾斜的叶片，当转子高速旋转时，气体分子与叶片发生碰撞，被叶片带着向排气口方向运动，从而实现抽气。分子泵在高真空下，气体分子的平均自由程较大，分子与叶片的碰撞概率增加，抽气。

• 特点：抽气速度快，能在短时间内达到高真空度，极限真空度可达到 10?? - 10??Pa，且对清洁的气体有很好的抽气效果，适用于对真空度和清洁度要求的气氛炉，如在一些科研实验和精密仪器制造中的气氛炉。不过，分子泵价格较高，对使用环境和操作要求严格，且不能抽除高沸点的蒸汽和含颗粒的气体。

综上所述，气氛炉的抽真空方式多种多样，选择时应综合考虑工艺需求、设备条件以及成本等因素，以达到最佳的抽真空效果。