在干式真空泵的應(yīng)用過程中,特別是在一些半導(dǎo)體應(yīng)用中,很難避免氣體成分中含有顆粒介質(zhì)。盡管干式真空泵如螺旋真空泵對顆粒介質(zhì)有一定的耐受性,但仍需采取措施減少顆粒物質(zhì)的產(chǎn)生和混合。
一般來說,干式真空泵中有三種顆粒,其中最簡單的是泵送過程中混合的顆粒,其次是泵內(nèi)壓力升高引起的氣固相變形成的產(chǎn)物,另一種是泵內(nèi)反應(yīng)氣體產(chǎn)生的產(chǎn)物。
鑒于這些情況,為了減少真空泵中顆粒物質(zhì)的出現(xiàn),除了必要的泵前過濾和分離之外,可以采取以下措施來防止泵中活性顆粒物質(zhì)的出現(xiàn):
第一是適當(dāng)提高泵的溫度,以避免氣固相變。物質(zhì)升華和凝固過程中壓力和溫度的作用因物質(zhì)而異。調(diào)節(jié)干式真空泵的溫度可以避免氣固相變過程的發(fā)生。例如,三氯化鋁將在鋁蝕刻過程中產(chǎn)生。當(dāng)溫度高于80℃時(shí),三氯化鋁會揮發(fā)而不沉積。
第二是降低參與化學(xué)反應(yīng)的氣體濃度。單位時(shí)間內(nèi)氣體反應(yīng)產(chǎn)物的數(shù)量指數(shù)與反應(yīng)氣體的濃度有關(guān),因此在生產(chǎn)過程中充入惰性氣體和降低反應(yīng)氣體的濃度是減少泵內(nèi)顆粒物產(chǎn)生的有效方法。通常,在這種干式真空泵壓縮氣體之前需要引入惰性氣體。同時(shí),在一些工藝過程中,引入惰性氣體來降低反應(yīng)氣體的濃度也有助于避免爆炸事故的發(fā)生。
第三是增加吸氣通道中的氣流速度。對于真空泵中出現(xiàn)的不可避免的顆粒,為了防止其沉積并盡快排出,必須使氣流速度大于顆粒沉積的臨界速度,以保證顆粒的氣動輸送。此時(shí),有必要盡早向泵中充入適量的氣體,以使氣體流速大于臨界顆粒沉積速率。然而,對于要充入的氣體量,有必要考慮它是否會影響真空泵的極限壓力,這需要實(shí)踐來確定最佳充入量。