Vacuum Pump & Gauge Surface Physics Lab.

Introduction What is the Vacuum ? Pressure & Gas Flow in the Vacuum A sort of Vacuum Pumps & Property About the Gauge

What is the Vacuum? 일정한 공간에 존재하는 공기를 제거한 상태를 의미한다. 왜 진공 상태가 필요한가 ? Rough vacuum pump: ~760 torr High vacuum pump: ~10 -3 torr Ultrahigh high vacuum pump: ~10 -8 torr

Pressure & Gas Flow in the Vacuum  P = F / A  Partial Pressure Pressure Gas Flow  Viscous Flow  Molecular Flow

A sort of Vacuum Pumps & Property Roughing Pumps  Roughing Pumps  Rotary Vane, Oil-Sealed Mechanical Pump

 진공 system 용례  Rotary vane Pump  Mechanical Pump 의 기능 1) High Vacuum Pump 보조 2) 기체 압축 후 방출  Oil 증기압

 Sorption Pump sorption pump 는 내부쪽으로 돌출된 Heat Transfer Fin 으로 된 알류미늄 Body 를 가지고 있으며, Molecular Sieve 로 채워져 있다 ℃까지 냉 각시키기 위해 Pump 는 액체 질소 (LN 2 ) 를 포함하고 있는 Dewar 속에 자리잡고 있다.

1) Cryocondensation 2) Crysorption  How the pump works Gases are trapped on cold surfaces in two ways Cryocondensation is the trapping of gases that are condensable at liquid nitrogen temperature(-196 ℃ ). The cold trapping surfaces in the pump are the molecular sieve material. Crysorption is the trapping of gases not readily condensed or pumped at LN 2 temperature. Cryosorbed gases are trapped in the pump’s molecular sieve material. The molecular sieve material is porous. Gases that are not readily condensed at LN 2 temperature bounce around within the sieve, losing heat. They are finally trapped.

 Venturi Pump  속도 증가 → 압력증가  Venturi Pump 는 Sorption Pump 의 역할의 일부를 부담한다.  Pump 의 수증기 포화상태는 쉽게 일어나지 않는다.

High Vacuum Pumps  High Vacuum Pumps  Oil Diffusion Pump  Heating → Jet Assembly → Cryotrap → Foreline ( 배출 )  Fractionation

 Mechanical Cryopump  Components 기체헬륨 compressor, Baffle Pump body, HV Valve LN Cryotrap  Helium 압축 → Cold Head → 기체 Pumping  Cryocondensation & Cryosorption

Ultra-high Vacuum Pump  Ultra-high Vacuum Pump  Titanium Sublimation Pump  Sublimation ( solid → gas )  Chemical Reaction  Titanium Hydride, Oxide, Nitride

Surface Temperature H2N2O2COCO2H2O 20 ℃ ℃  Typical Pumping Speeds Per Square  Because the sticking coefficient  Vacuum System 용례

 Ion Pump  collision b etween free electron and neutron  Electronic Devices do not use moving part and oil  How to work the Ion Pump  Ion Pump Schematics and Mechanism

About the Gauge  Bourdon Gauge  Typical Gauge Pressure Range

 Thermocouple Gauge  Use rough vacuum range  TC gauge 는 온도 측정하여 압력으로 변화  Pirani Gauge  TC gauge 와 비슷하게 작동  Gauge 에서 온도변화가 Filament 의 저항변화를 일으킨다.  Bridge Circuit 전류흐름변화를 측정

 Ion Gauge  원자나 분자에 Energy 를 가하면 전자를 잃고 전하를 띄게 된다. 이 전하를 띤 이온들이 다시 중성이 되기 위해 전자를 얻을 때 count 가 된다.  Using the High Vacuum

 Cold Cathode Gauge  전류의 흐름은 압력의 단위로 측정된다.

 Residual Nitrogen Analyzer  Residual Gas Analyzer  Cold Cathode Gauge  Prove the gas leak  진공 시스템에 있는 Total Pressure 및 존재하는 각 가스 분 압을 측정