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液氮冷阱在真空系統中的應用原理與技術適配

點擊次數：534 更新時間：2025-07-30

在真空系統中，液氮冷阱是保障真空度與設備壽命的核心組件，其工作原理需與真空環境的特殊性深度適配，實現 “污染物攔截 - 真空保持" 雙重功能。

真空環境下的捕集特性：真空系統中氣體分子平均自由程長（如 1Pa 時約 0.05m），氣體流動以分子流為主，此時冷阱的捕集效率不再依賴傳統的對流換熱，而是取決于分子與冷表面的碰撞概率。因此，真空用液氮冷阱通常采用 “開放式阱體" 設計 —— 如在真空腔體與真空泵之間設置裸露的冷表面（溫度 - 190℃），當氣體分子擴散至冷表面時，因能量傳遞被吸附（物理吸附為主），形成 “分子級捕集"。這種設計尤其適用于捕獲水蒸氣（飽和蒸氣壓在 - 100℃時僅 10??Pa）、有機溶劑蒸氣等易冷凝組分，可將系統極限真空度從 10?3Pa 提升至 10??Pa 以上。

與真空泵的協同機制：機械真空泵（如旋片泵）在抽氣過程中，若吸入水汽或腐蝕性氣體，會導致泵油乳化、密封件老化。液氮冷阱串聯于泵前時，可通過三個階段實現保護：