水蒸氣捕集是Dale Meissner在20世紀(jì)70年代提出的一個(gè)概念，用來(lái)縮短抽真空的時(shí)間，降低真空度以增強(qiáng)真空鍍膜涂層。在抽真空系統(tǒng)中，既可以使用泵組從真空腔室里抽走氣體分子，也可以通過(guò)超低溫表面將水蒸氣分子冷凝捕集。

基礎(chǔ)原理

當(dāng)一個(gè)腔體從大氣壓開(kāi)始抽真空，在真空度10^-1 ~ ~10^-5Pa時(shí)，腔體中65% ~ 95%的殘留氣體是水蒸氣。當(dāng)一個(gè)真空腔室開(kāi)門(mén)，直接暴露在空氣中，腔室的內(nèi)部表面將被一層又一層的水分子所覆蓋。水分子層的厚度將取決于空氣的相對(duì)濕度、暴露時(shí)間等因素。當(dāng)真空腔室開(kāi)始抽真空、真空度逐步降低時(shí)，水蒸氣從真空腔室和工件表面釋放出來(lái)，然后必須使用真空泵抽除或低溫冷凝捕集，來(lái)進(jìn)一步降低真空室內(nèi)的真空度。

類似于Vaporcold和Polycold這樣的水汽捕集泵(低溫冷阱)，使用低溫制冷劑直接冷卻位于真空室內(nèi)的不銹鋼盤(pán)管或紫銅盤(pán)管。這種盤(pán)管捕捉水蒸氣的能力，主要是基于真空腔室里低溫盤(pán)管的表面積和數(shù)量。當(dāng)水蒸氣從真空腔室和工件表面釋放出來(lái)時(shí)，必須使用真空泵抽除或低溫冷凝捕集，以進(jìn)一步降低真空腔體中的真空度。增加真空腔室內(nèi)低溫盤(pán)管的面積或數(shù)量，捕集水汽分子的能力就會(huì)增加。

分子泵或擴(kuò)散泵 Vs. 水汽捕集泵

當(dāng)一個(gè)真空腔室達(dá)到真空度1Pa后，高真空泵開(kāi)啟，開(kāi)始有效地降低真空度。在分子流中，這些氣體分子必須碰撞到分子泵或擴(kuò)散泵的泵口，才能被抽走。這需要較長(zhǎng)的時(shí)間，因?yàn)楸玫拈_(kāi)口尺寸很小，而且大多數(shù)情況下，這些泵是安裝在管道上，而不是直接安裝在真空腔室上。因?yàn)榱鲗?dǎo)的原因，這將導(dǎo)致高達(dá)50%的抽速損失。

比如：一臺(tái)50,000升/秒的高真空泵，效率降低50%，只能提供25,000升/秒的抽速。為了達(dá)到10萬(wàn)升/秒，需要4個(gè)這樣的泵。但因?yàn)槌杀竞涂臻g的問(wèn)題，這是不實(shí)際的。

VaporCold VPC-3500，Polycold PFC-1100HC或MaxCool 4000H，配合布置在真空腔室里長(zhǎng)度40m、外徑16mm的盤(pán)管設(shè)計(jì)，可以產(chǎn)生超過(guò)100,000升/秒的抽速或或相當(dāng)于4倍的高真空泵。與高真空泵的小尺寸入口相比，真空腔室里的盤(pán)管完全沒(méi)有口徑尺寸限制，直接冷凝捕集水汽分子，因而獲得超高的捕集效率。 相反，如果沒(méi)有VaporCold或Polycold，達(dá)到目標(biāo)真空度的時(shí)間，將大大延長(zhǎng)。

結(jié)論

在需要快速生產(chǎn)的真空系統(tǒng)里，VaporCold或Polycold是至關(guān)重要的，可加快捕集腔內(nèi)的水汽分子，降低真空基底壓力，提高真空鍍膜的質(zhì)量。使用適當(dāng)規(guī)格的VaporCold或Polycold，加大紫銅或不銹鋼低溫盤(pán)管的表面積，可以顯著提高產(chǎn)量。

總之，VaporCold或Polycold，可以提高真空鍍膜設(shè)備的質(zhì)量和產(chǎn)量。