手机版
化工仪器网手机版
化工仪器网小程序
官方微信
公众号：chem17
扫码关注视频号
在真空系统中，液氮冷阱是保障真空度与设备寿命的核心组件，其工作原理需与真空环境的特殊性深度适配，实现 “污染物拦截 - 真空保持” 双重功能。
真空环境下的捕集特性：真空系统中气体分子平均自由程长（如 1Pa 时约 0.05m），气体流动以分子流为主，此时冷阱的捕集效率不再依赖传统的对流换热，而是取决于分子与冷表面的碰撞概率。因此，真空用液氮冷阱通常采用 “开放式阱体” 设计 —— 如在真空腔体与真空泵之间设置裸露的冷表面（温度 - 190℃），当气体分子扩散至冷表面时，因能量传递被吸附（物理吸附为主），形成 “分子级捕集”。这种设计尤其适用于捕获水蒸气（饱和蒸气压在 - 100℃时仅 10⁻⁸Pa）、有机溶剂蒸气等易冷凝组分，可将系统极限真空度从 10⁻³Pa 提升至 10⁻⁶Pa 以上。
与真空泵的协同机制：机械真空泵（如旋片泵）在抽气过程中，若吸入水汽或腐蚀性气体，会导致泵油乳化、密封件老化。液氮冷阱串联于泵前时，可通过三个阶段实现保护：
预冷阶段：先通入液氮使阱体降温至 - 150℃以下，避免气体进入后因瞬间冷凝产生冰堵；
动态捕集：当系统抽真空时，挥发物随气流进入冷阱，在低温下凝结，纯净气体进入真空泵；
离线除杂：真空作业结束后，关闭气路，待冷阱升温至室温，冷凝物挥发后通过放空阀排出，避免二次污染。
技术适配要点：
对于高真空系统（<10⁻⁵Pa），需采用 “低温泵 - 冷阱” 组合，冷阱温度需低于 - 180℃以捕集氮、氧等气体；
处理腐蚀性气体（如 HCl）时，阱体需采用哈氏合金等耐蚀材料，避免低温下材料脆化；
连续运行系统需设计双阱切换装置，一阱工作时另一阱除霜，确保无间断捕集。
通过上述原理适配，液氮冷阱不仅能净化真空环境，还能降低真空泵维护频率，在半导体制造、真空镀膜等高精度领域发挥不可替代的作用。其性能优化的核心在于平衡捕集效率与系统流导（避免冷阱成为真空瓶颈），通常通过计算冷阱的临界直径（D≥2× 管路直径）和设置合理的液氮液位（淹没阱体 2/3 高度）实现。
免责声明
- 凡本网注明“来源：化工仪器网”的所有作品，均为浙江兴旺宝明通网络有限公司-化工仪器网合法拥有版权或有权使用的作品，未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的，应在授权范围内使用，并注明“来源：化工仪器网”。违反上述声明者，本网将追究其相关法律责任。
- 本网转载并注明自其他来源（非化工仪器网）的作品，目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责，不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时，必须保留本网注明的作品第一来源，并自负版权等法律责任。
- 如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起一周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。
采购中心
