螺杆干泵如何实现无油洁净抽真空？

更新时间：2025-11-17

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　　传统油封式真空泵因润滑油污染问题逐渐被淘汰，而螺杆干泵凭借其独特的机械结构设计，开创了无油洁净抽真空的技术新纪元。在半导体制造、制药生产和精密光学等领域，真空环境的纯净度直接影响产品质量与工艺成败。

　　一、机械结构的革命性突破

　　螺杆干泵的核心部件是由一对相互啮合的螺旋形转子构成的密封腔体系统。阳转子与阴转子通过精确的同步齿轮保持0.01mm级间隙配合，在旋转过程中形成连续变化的容积腔。这种非接触式设计消除了机械摩擦产生的微粒污染，转子表面经特殊涂层处理后可实现连续20000小时无磨损运转。泵体采用全焊接不锈钢结构，内部流道经过流体动力学优化，确保气体流动路径中不存在润滑油存储空间。

　　相较于传统旋片泵的滑动摩擦结构，螺杆转子的同步齿轮传动系统使转子始终保持恒定间隙。当转子以3000-6000rpm转速旋转时，进气端形成的负压腔室将气体分子捕获，随着螺旋转子的同步运动，被压缩的气体在排气端通过非接触式排气阀排出，整个过程无需任何介质参与。

　　二、洁净抽气的实现机制

　　在微观层面，螺杆泵的密封间隙控制在头发丝直径的1/5以下，有效阻隔了外界污染物进入真空腔体。特殊的表面氮化处理技术使转子表面硬度达到HV900以上，配合0.5μm级表面粗糙度，确保气体分子在传输过程中不发生吸附残留。实验数据显示，该技术在10⁻⁶Pa真空环境下仍能保持每立方厘米不超过1个颗粒的洁净度标准。

　　对于腐蚀性气体环境，模块化设计的螺杆组件可采用镀钛或陶瓷涂层工艺。某半导体工厂的实际应用表明，在处理含氯气体的蚀刻工艺中，螺杆干泵连续运行三个月后排气口检测到的金属离子浓度仍低于0.1ppb，满足EUV光刻机的严苛要求。

　　三、技术优势与应用前景

　　与传统油泵相比，螺杆干泵消除了返油污染风险，极限真空度可达10⁻³Pa量级。在光伏产业的多晶硅制备环节，采用该技术的真空系统使单晶硅纯度提升至99.9999%，电池转换效率提高0.3个百分点。模块化设计使其维护周期延长至传统设备的3倍，能耗降低40%。