渦輪分子泵優(yōu)缺點的數(shù)據(jù)分析
1、優(yōu)點
由于渦輪分子泵在某些方面，要比低溫泵、離子泵和擴散泵表現(xiàn)得更優(yōu)越。故在一般情況下，多選用渦輪分子泵。它的優(yōu)點有：
(1)清潔，無油蒸汽返流
渦輪分子泵可不用任何阱，按操作規(guī)程工作，就能為被抽容器提供一個極為清潔的真空環(huán)境，且不含有任何碳氫化合物。由于現(xiàn)代的渦輪分子泵除大泵外很少用油潤滑的了，對于小泵多用油脂潤滑軸承，也有用空氣軸承的，但磁懸浮軸承用得較多。近幾年來也有不少干式前級泵出現(xiàn)，使渦輪分子泵系統(tǒng)不存在油蒸汽返流，使它真正成為一種清潔的干式高真空泵（如圖4）。
極限壓力為2×10-7 Pa
圖4 渦輪分子泵典型的殘余氣體的頻譜圖
圖4 表明渦輪分子泵系統(tǒng)中不含有碳氫化合物，曲線上17 和18 為OH+ 和H2O+。
(2)使用方便
在許多應用中，渦輪分子泵可不用高真空閥門或粗真空閥。只是簡單地一按電鈕，泵便能開始工作。從大氣壓力可降至極限壓力。這種系統(tǒng)可以通過渦輪分子泵進行粗抽，可一直加速到工作速度為止。這樣就可以不用閥門、管道、阱、閥門控制器等真空元件。同時也消除了這些元件所帶來的故障。因此渦輪分子泵系統(tǒng)所占的空間小，而且渦輪分子泵的安裝方向不受限制，可在任意方向安裝（用油潤滑的泵除外，它只能在垂直±5°范圍內工作）。這個特點，可用于安裝位置受限制的地方。
(3)氣體輸送能力強
大多數(shù)渦輪分子泵對于輸送輕氣體（如氫、氦）的能力很強。因而它非常適于超高真空下的工藝操作。對于那些富氫的工藝過程，氦質譜檢漏儀等場合均可得到應用。有專門設計用于抽除腐蝕性氣體的渦輪分子泵，適用于刻蝕、反應離子刻蝕，離子束加工，低壓化學氣相沉積，外延及離子注入等工藝操作。在這些工藝過程中，抽除的氣體會對低溫泵、離子泵、擴散泵油等有腐蝕作用。甚至也會破壞標準的未加保護的渦輪分子泵。由于渦輪分子泵屬于傳輸型泵，被抽氣體可穿膛而過，不在泵內積存。因而它適于氣體負荷高的工藝過程。如濺射、刻蝕等。
(4)適于超高真空應用
一臺密封和除氣良好的渦輪分子泵，配以性能良好的雙級旋片泵（或同樣性能的干式前級泵），其極限真空度一般可達到10- 9～10- 10Torr（即133.3～13.33 nPa）之間。若一臺渦輪分子泵再串一臺渦輪分子泵，用金屬密封并除氣良好的泵，一般其極限壓力在1×10- 10～1×10-11 Torr （即13.33～1.333 nPa）之間。而且不像低溫泵或離子泵那樣，渦輪分子泵在超高真空條件下能滿抽速運轉。這些性能再加上它有良好的清潔性（測不到碳氫化合物），顯然用戶會選擇渦輪分子泵用于高分辨率質譜儀，分子束外延設備及超高真空分析儀器等設備上的。
(5)高壓力下性能良好
有些渦輪分子泵的入口壓力可在10-1～10-3 Torr（即13.33 Pa～133.3 mPa）之間運行。在這個壓力范圍內，離子泵不能應用，對于低溫泵需要節(jié)流抽速或經常再生，對擴散泵的工作也會變得不穩(wěn)定。
(6)循環(huán)的時間短
多數(shù)渦輪分子泵，尤其小一些的，要達到正常的運行速度的時間，一般需要1～3 min。對于不同品種和型號的泵有所不同。并且能立即關閉，并可暴露大氣。這種快速循環(huán)特性在樣品輸入系統(tǒng)中很有用，尤其對手提式氦檢漏儀有用。
(7)正常使用時間長
在某些應用中，渦輪分子泵的正常使用時間要比其它泵優(yōu)越。因為在重氣體負荷和閥門漏氣的情況下，會引起低溫泵經常不定時的再生或離子泵經常修復，而渦輪分子泵使用還能消除因泵油對真空室的污染。
2、缺點
任何真空泵都有不足之處，渦輪分子泵也不例外。下面介紹它存在的一些缺點。
(1) 設備費用高
在抽速大于1000 L/s 的渦輪分子泵要比擴散泵和低溫泵的設備投資大。然而渦輪分子泵在由于工藝氣體或其它原因而不能使用擴散泵和低溫泵的特殊場合下它是很好用的。若與小型或中型擴散泵相比，小渦輪分子泵是相當貴的。然而考慮到擴散泵系統(tǒng)需要閥門、擋板、阱、閥門控制器和管道等，總的花費來計算，二者的差別也就不大了，在某些情況下，渦輪分子泵還是便宜的選擇。
(2) 對顆粒物或沉積物敏感
若物體（螺釘、玻璃碎片、燈絲或硅片）落入正在運轉的渦輪分子泵中，渦輪會遭到損壞，往往需返回制造廠進行維修。一旦出事故損壞就是嚴重的，不會有幾件回用的。重修、更換零件是很貴的。為了工作安全起見，在泵入口處裝上細孔眼的過濾網(wǎng)，以保護泵的正常運轉。這種措施對泵的有效抽速損失較大。敷在葉片上厚的沉積物，會造成對葉片的磨損和通道堵塞，也會影響轉子的不平衡。如果一些粒子進入軸承，造成磨損，能降低泵的工作壽命。因此在某些應用中，安裝保護措施是必要的。
(3) 噪音與振動
從使用經驗來看，泵會出現(xiàn)振動和噪音問題，多半是軸承損壞和平衡性差所出現(xiàn)的問題。在正常的工作中，泵處于平靜的狀態(tài)，最大振幅在0.1～0.001 μm(即100～1 nm)之間,在某些精密設備上得到應用。而測不出易覺察的振動如圖5 所示。對渦輪分子泵（巴爾蔡司公司生產的330型渦輪分子泵）進行頻譜分析。振動速度V 的單位為μm/s，頻率的單位為Hz，計算振幅可用公式：d=V/2πf，式中d 為振幅μm，f 為頻率Hz，產生的最大振幅＜0.005 μm（＜5 nm）如此小的振動，渦輪分子泵運轉很平穩(wěn)，噪音很小,對某些特殊應用也是問題。
圖5 渦輪分子泵的振動速度與頻率的關系
(4) 破碎問題
有些用戶由于害怕轉子葉片破碎而不敢使用渦輪分子泵，破碎是在泵正常運轉時，葉輪突然遭到吸入異物或軸承磨損而出現(xiàn)破碎的。通常要有保護措施，如在入口處加過濾網(wǎng)，破碎通常是可以避免的。
(5) 暴露大氣易引起事故
任何高真空泵在運轉期間都會碰到這種事故。如規(guī)管破裂，入口處管道、閥門、密封出現(xiàn)問題，都可能突然使真空泵入口暴露在大氣壓之下。不同型號的渦輪分子泵，耐大氣壓沖擊的能力是不同的。有些泵會因葉片共振彎曲相碰而損壞，但也有些泵受大氣沖擊而不損壞。最好的辦法是廠家通過試驗得出結果。擴散泵和低溫泵在工作中遇到這種突然事故也比較麻煩，比渦輪分子泵的抵抗能力差，如擴散泵油被氧化會迅速污染真空室，低溫泵要求再生等。
要想渦輪分子泵有較長的工作壽命和最佳的運轉性能，用戶一定要按操作規(guī)程和使用步驟進行，將在下面將詳細討論這些問題。
