¿Por qué la bomba de difusión no puede funcionar a presión atmosférica?

Al crear un alto vacío para la deposición de películas delgadas, usamos una bomba rotatoria para alcanzar aproximadamente 0,001 torr y luego usamos la bomba de difusión para alcanzar un vacío aún mayor. ¿Por qué no podemos usar la bomba de difusión desde el principio? ¿Y por qué la bomba rotativa no puede lograr un mayor vacío?

Nota: utilizamos una bomba de difusión de aceite y una bomba de paletas rotativas.

Odio ser el que diga esto, pero en.wikipedia.org/wiki/Diffusion_pump lo insinúa bastante. Creo que se debe al hecho de que una bomba de difusión depende de un vapor de masa relativamente baja para arrastrar el gas restante en la entrada.
Yo lei eso. Pero quería una respuesta desde un punto de vista práctico como si lo que sucedería si lo descargo en la atmósfera.
Las dos bombas funcionan en diferentes regímenes. La bomba rotatoria funciona bien cuando el aire actúa como un fluido, es decir, cuando el camino libre medio de la molécula es muy corto. Una bomba de difusión solo funciona cuando el camino libre medio es bastante largo. La bomba de difusión utiliza la transferencia de impulso de la neblina de aceite para dirigir preferentemente las moléculas de aire hacia la bomba y alejarlas del sistema de vacío. Esto no funciona a menos que el camino libre medio sea del orden de la dimensión de la bomba.

Respuestas (2)

Las bombas de difusión no pueden descargar directamente a la atmósfera. El alto vacío que crean sería difícil de mantener contra la presión exterior. Pueden funcionar solo en rangos de presión muy bajos. Si la presión de descarga es demasiado alta, el aceite puede volver a la cámara de vacío, lo que arruina todo el proceso. Además, el contacto directo del aceite calentado con la atmósfera exterior haría que el aceite se quemara.

Por lo tanto, las bombas de difusión descargan en una bomba de salida que mantiene una presión de vacío más alta, que luego descarga a la atmósfera.

Gracias por la respuesta. ¿Puedes responder la segunda parte también?
@SiddharthaDam: Las bombas de paletas rotativas son capaces de mover mayores cantidades de vapor bruto a un costo menor que las bombas de difusión. Pero las partes móviles de una bomba rotativa de paletas se desgastarían mucho más rápido e incluso podrían estar sujetas a fallas catastróficas a las grandes velocidades requeridas para lograr las bajas presiones de vacío que mantienen las bombas de difusión. Además, las tolerancias requeridas entre las partes móviles para mantener el sello de vacío de presión ultrabaja pueden ser imposibles de lograr. Aquí hay un buen resumen de las características de varios tipos de bombas de vacío: people.rit.edu/vwlsps/LabTech/Pumps.pdf .

Para responder a la segunda parte:

Una bomba de paletas rotativas comprime un volumen de aire en el lado de vacío y lo transporta a la salida. Una vez que se alcanza la presión final de vacío, el factor de compresión es tal que se alcanza la presión exterior para el volumen dado. Como el factor de compresión es finito, solo se puede lograr una presión final finita.

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