油擴散泵是利用低壓、高速和定向流動的油蒸氣射流抽氣的真空泵。這種泵的極限真空為10-4～10-5帕，工作壓力范圍為10-1～10-4帕，抽速范圍為幾十至十幾萬升/秒（1升=10-3米3）。油擴散泵是獲得高真空的主要設備，廣泛用于真空冶煉、真空鍍膜、空間模擬試驗和對油污染不敏感的一些真空系統中。
油擴散泵主要由泵體、擴散噴嘴、蒸氣導管、油鍋、加熱器、擴散器、冷卻系統和噴射噴嘴等部分組成。當油擴散泵用前級泵預抽到低于1帕真空時,油鍋可開始加熱。沸騰時噴嘴噴出高速的蒸氣流，熱運動的氣體分子擴散到蒸氣流中，與定向運動的油蒸氣分子碰撞。氣體分子因此而獲得動量，產生和油蒸氣分子運動方向相同的定向流動。到前級，油蒸氣被冷凝，釋出氣體分子，即被前級泵抽走而達到抽氣目的。
油擴散泵是高真空系統經常使用的泵種，采取某些技術措施，可以獲得超高真空，其方法有：
1、選用性能好的擴散泵油
泵油對油擴散泵極限壓力的影響很大。如使用3號擴散泵油，其極限壓力只能達到10^-5Pa;而改用275硅油，其極限壓力能達到10^-7Pa，極限壓力提高2個數量級。其次被抽氣體的分壓力也隨泵油的不同而變化，這就是泵油成分帶來的影響。為此用油擴散泵獲得超高真空，必須選擇性能好的擴散泵油。對擴散泵油的要求是：泵油的相對分子量要大，常溫下的蒸氣壓要低，熱穩定性和抗氧化性要好，凝固點和低溫粘度要低，要無毒，耐腐蝕，成本要低。
現在高真空油擴散泵普遍采用3號擴散泵油，超高真空采用硅油，要求不含碳氫化合物的超高真空系統，擴散泵采用氟油。
2、采用合理的烘烤技術
用油擴散泵獲得超高真空系統都要進行高溫烘烤，目的是減少材料的出氣速率。材料在大氣下都能吸收和吸附一些氣體，當處于真空中時，便產生解吸，使氣體緩慢地釋放出來，為了加速解吸，采用烘烤。
材料不同，選擇的烘烤溫度也不同。原則是溫度高一些好，可以加速出氣，但還要考慮到材料是否能經受得住高溫。烘烤溫度要選擇合適。通常金屬材料，如不銹鋼，烘烤溫度為250℃—450C;非金屬材料烘烤溫度為80℃—100℃。烘烤時間4h—8h以上。極高真空的烘烤時間在24h以上。典型金屬油擴散泵系統(烘烤后)的性能和金屬油擴散泵超高真空系統中剩余氣體組分。
3、增加冷阱裝置，防止泵油返流和遷移
泵油通過泵的入口流到被抽容器的現象叫做返流。油分子沿著器壁移動進入被抽容器的現象，叫做反遷移。無論返流，還是反遷移，都影響真空系統的極限壓力。冷阱廣泛用于超高真空系統，它裝在泵入口和真空室之間，不僅能有效地捕集擴散泵的返流蒸氣及部分分裂解物，而且可抽除來自真空室的蒸氣。裝有各類阱的超高真空系統。經過徹底的高溫烘烤去氣后，可獲得10^ - 8Pa～l0^-10Pa(或更高)的超高真空度。常用的冷阱是液氮冷阱，因為在液氮溫度下，泵油的蒸氣壓力大大低于超高真空度的要求。設計液氮冷阱必須保證通過阱的分子都會碰到冷面上，同時結構要合理。裝上液氮冷阱后，油擴散泵的抽速降低不高于40%。
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