L'intervallo di funzionamento di una pompa di diffusione è in genere compreso tra 1 x 10-3 Torr e 5 x 10-9 Torr. Ciò significa che è in grado di produrre un vuoto elevato entro questo intervallo. Le pompe a diffusione sono note per la loro durata e affidabilità grazie all'assenza di parti in movimento. Il funzionamento di una pompa a diffusione si basa su due elementi principali: l'olio della pompa a diffusione e un riscaldatore. Il riscaldatore riscalda l'olio, facendolo vaporizzare e salire. Il vapore dell'olio in ascesa viene quindi compresso in una pila conica verticale con aperture a getto, creando un ombrello di vapore che cattura l'aria.
In termini di prestazioni del forno, un forno con pompa a diffusione può raggiungere un vuoto finale dell'ordine di 10-6 Torr. Il vuoto operativo con una pompa a diffusione è in genere dell'ordine di 10-5 Torr. Il tempo di discesa della pompa per raggiungere il crossover ad alto vuoto è di circa 10 minuti, mentre il tempo di discesa della pompa per raggiungere 1 x 10-4 Torr è di circa 15 minuti. Per un corretto funzionamento, il tasso di perdita del forno deve essere inferiore a 5 micron all'ora.
I componenti del sistema di vuoto di una pompa di diffusione includono in genere una pompa meccanica o un sistema di tipo pompa meccanica/soffiante come stadio iniziale del vuoto. A pressioni inferiori a 20 Torr, l'efficienza di una pompa meccanica inizia a diminuire e si ricorre quindi a una pompa ausiliaria. La pompa di diffusione viene attivata nel sistema di pompaggio tra 10 e 1 micron, consentendo al sistema di pompare fino al vuoto spinto e oltre. La pompa di diffusione non ha parti in movimento e funziona vaporizzando l'olio, condensandolo ed estraendo le molecole di gas attraverso il sistema di pompaggio. Una pompa di mantenimento viene utilizzata per creare una maggiore pressione all'interno della linea di prua per evitare che l'olio all'interno della pompa di diffusione fuoriesca nel serbatoio.
La manutenzione di una pompa di diffusione consiste nell'assicurare il livello appropriato di olio e nel garantire il funzionamento del riscaldatore. L'elemento riscaldante è in genere un elemento tubolare tenuto contro la piastra della caldaia da una piastra di schiacciamento, che viene allineata con la piastra di serraggio mediante perni filettati sulla pompa. Il corretto allineamento è fondamentale per un funzionamento efficiente.
In generale, le pompe a diffusione sono ampiamente utilizzate in applicazioni industriali come la microscopia a fascio di elettroni, la deposizione sotto vuoto, i rivestimenti e i forni a vuoto grazie alla loro durata, affidabilità e capacità di produrre livelli di vuoto elevati.
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