螺(luo)桿(gan)幹(gan)泵(beng)如(ru)何(he)實現無油潔(jie)凈(jing)抽(chou)真空(kong)？

 

　　壹、機(ji)械(xie)結(jie)構的(de)革(ge)命性突破

 

　　螺(luo)桿(gan)幹(gan)泵(beng)的(de)核(he)心(xin)部件(jian)是(shi)由(you)壹對相(xiang)互嚙(nie)合的(de)螺(luo)旋形(xing)轉(zhuan)子構(gou)成(cheng)的密封(feng)腔(qiang)體(ti)系統(tong)。陽(yang)轉(zhuan)子與陰轉(zhuan)子通(tong)過(guo)精(jing)確的同(tong)步(bu)齒(chi)輪保(bao)持(chi)0.01mm級(ji)間隙配合，在(zai)旋(xuan)轉(zhuan)過(guo)程(cheng)中形(xing)成連(lian)續(xu)變(bian)化的(de)容積(ji)腔(qiang)。這(zhe)種非(fei)接觸式(shi)設(she)計消除了(le)機(ji)械(xie)摩擦(ca)產生(sheng)的微粒(li)汙(wu)染(ran)，轉(zhuan)子表(biao)面(mian)經特殊塗(tu)層處理(li)後可(ke)實現連(lian)續(xu)20000小(xiao)時(shi)無磨損(sun)運(yun)轉(zhuan)。泵體(ti)采用(yong)全(quan)焊接(jie)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)結(jie)構，內(nei)部流道經(jing)過(guo)流體(ti)動力學優化，確保氣體(ti)流動路徑中不(bu)存在潤(run)滑(hua)油存儲(chu)空間。

 

　　相(xiang)較(jiao)於傳統(tong)旋(xuan)片泵的滑(hua)動摩擦(ca)結(jie)構，螺(luo)桿(gan)轉(zhuan)子的(de)同(tong)步(bu)齒(chi)輪傳(chuan)動系統(tong)使(shi)轉(zhuan)子始(shi)終保(bao)持(chi)恒定(ding)間隙。當(dang)轉(zhuan)子以3000-6000rpm轉(zhuan)速旋轉(zhuan)時，進(jin)氣端形(xing)成(cheng)的負(fu)壓腔(qiang)室(shi)將(jiang)氣體(ti)分(fen)子(zi)捕獲(huo)，隨(sui)著(zhe)螺(luo)旋轉(zhuan)子的(de)同(tong)步(bu)運(yun)動，被壓縮的氣體(ti)在排(pai)氣端通(tong)過(guo)非(fei)接觸式(shi)排(pai)氣閥排(pai)出(chu)，整個過(guo)程(cheng)無需任(ren)何(he)介質(zhi)參與。

 

　　二、潔(jie)凈(jing)抽(chou)氣的(de)實現機(ji)制

 

　　在微觀(guan)層面(mian)，螺(luo)桿(gan)泵(beng)的(de)密封(feng)間隙控制在頭(tou)發(fa)絲(si)直(zhi)徑的1/5以下，有效(xiao)阻隔了(le)外(wai)界汙(wu)染(ran)物(wu)進入真空(kong)腔(qiang)體(ti)。特殊的(de)表(biao)面(mian)氮化處理(li)技(ji)術使(shi)轉(zhuan)子表(biao)面(mian)硬(ying)度達到(dao)HV900以上，配合0.5μm級(ji)表(biao)面(mian)粗糙度，確保氣體(ti)分(fen)子(zi)在傳輸過(guo)程(cheng)中不(bu)發生(sheng)吸附(fu)殘留。實驗(yan)數據(ju)顯示(shi)，該(gai)技(ji)術在(zai)10⁻⁶Pa真空(kong)環(huan)境(jing)下(xia)仍(reng)能(neng)保(bao)持(chi)每立方厘米(mi)不(bu)超過(guo)1個顆(ke)粒的(de)潔(jie)凈(jing)度標(biao)準。

 

　　對於腐蝕性氣體(ti)環(huan)境(jing)，模(mo)塊(kuai)化設(she)計的(de)螺(luo)桿(gan)組(zu)件(jian)可采用(yong)鍍(du)鈦或陶瓷(ci)塗(tu)層工(gong)藝。某(mou)半導(dao)體(ti)工(gong)廠的實際(ji)應(ying)用(yong)表(biao)明，在處理(li)含氯氣體(ti)的蝕(shi)刻工(gong)藝中(zhong)，螺(luo)桿(gan)幹(gan)泵(beng)連(lian)續(xu)運(yun)行(xing)三個月(yue)後排(pai)氣口(kou)檢(jian)測到(dao)的(de)金屬(shu)離(li)子(zi)濃(nong)度(du)仍低於0.1ppb，滿足EUV光刻(ke)機的(de)嚴苛(ke)要(yao)求。

 

　　三、技(ji)術優勢與應(ying)用(yong)前(qian)景(jing)

 

　　與傳統(tong)油(you)泵相(xiang)比，螺(luo)桿(gan)幹(gan)泵(beng)消除了(le)返油汙(wu)染(ran)風(feng)險，極(ji)限真空(kong)度(du)可(ke)達10⁻³Pa量(liang)級(ji)。在(zai)光伏(fu)產業的多晶(jing)矽制備(bei)環(huan)節(jie)，采用(yong)該技(ji)術的(de)真空(kong)系(xi)統(tong)使(shi)單(dan)晶(jing)矽純(chun)度提(ti)升(sheng)至(zhi)99.9999%，電(dian)池(chi)轉(zhuan)換效(xiao)率提(ti)高(gao)0.3個百分(fen)點(dian)。模(mo)塊(kuai)化設(she)計使(shi)其維(wei)護(hu)周(zhou)期延長至(zhi)傳統(tong)設(she)備(bei)的3倍，能耗降(jiang)低(di)40%。