真空幫浦(真空泵)是什麼-從原理到應用的基礎指南
真空幫浦(真空泵)作為現代工業界的關鍵設備，扮演著不可或缺的角色。在各個工業領域中，真空幫浦的應用範圍廣泛，從半導體製造到食品加工，無所不在。本文將從基礎概念到應用案例，說明真空幫浦的各個方面，旨在為讀者提供一份全面而專業的指南。
1. 真空幫浦的基本概念： 真空幫浦是一種用於產生真空或抽取氣體的設備，最早於1654年由德國人奧托·馮·居里克發明(德語：Otto von Guericke；就是進行馬德堡半球實驗的物理學家!!)[1]。其動作原理是將容器或系統內部的氣體抽出，創造一個壓力低於大氣壓的環境；以液體封式真空幫浦為例，泵體以水封原理設計，葉輪停止轉動時液面呈水平面(如圖A)，當葉輪轉動後液體被離心力拋向外圍形成移動的液環，液環內部中空(如圖B)，葉輪相對於機體是偏心配置，兩葉片間體積由1轉到5逐漸增大而吸入氣體，吸滿氣體後，兩葉片間氣體隨著葉輪由6轉到11氣體逐漸被壓縮由排氣口排出。
2. 常見的真空幫浦類型與真空單位： 真空幫浦的類型多種多樣，包括機械泵、分子泵、液封泵等。不同類型的真空幫浦具有不同的特點和適用場景，如機械泵適用於一般真空度要求較低的場合，而分子泵則可實現極高真空度。此外，常見的真空單位為托(Torr）：在地球表面的標準大氣壓下(1 atm) 約為760 毫米汞柱(mm Hg)，等於760托 Torr，也就是說即1 mm Hg 等於1 Torr。註：托的名稱來自於義大利科學家托雷切利（Evangelista Torricelli），他是第一個成功製造水銀氣壓計並用以測量大氣壓力的人。
3. 真空幫浦的應用舉例：
(1)半導體製造：在半導體製造過程中，真空幫浦用於創建高度純凈的工作環境，以確保半導體元件的生產和製造過程不受污染。例如，在濕化學氣相沉積（CVD）和物理氣相沉積（PVD）過程中，真空幫浦可用於創建真空環境，從而實現高品質的薄膜沉積。
(2)化工：在化工領域，真空幫浦常用於進行真空蒸餾、真空過濾、真空干燥等操作。它可以幫助提高反應的效率和產率，同時減少產品中的不純物，從而確保產品的純度和品質。
(3)製藥：在製藥工業中，真空幫浦用於製備藥物、分離和純化化合物、濃縮溶液等。例如，在制備藥物時，真空幫浦可以幫助去除溶劑，從而得到純淨的藥物產品。
(4)食品加工：在食品加工過程中，真空幫浦廣泛應用於真空包裝、真空冷凍、真空脫氧等操作。它可以幫助延長食品的保質期，保持食品的新鮮度和口感，同時減少食品變質和微生物的生長。
4. 選擇真空幫浦的關鍵因素： 在選擇真空幫浦時，需要考慮多個因素，如所需的真空度、排氣速率、環境因素、化學相容性、污染敏感性、維護成本等。合理的選擇能夠確保生產過程的穩定性和效率。
5. 結語： 真空幫浦作為工業界不可或缺的關鍵設備，其重要性不言而喻。本文通過深度解析真空幫浦的基礎概念、類型、應用場景和選擇指南，希望能夠提供一份精簡而專業的指南，幫助大家更容易了解真空幫浦。
參考資料: [1]E.N. da C. Andrade,The history of the vacuum pump,Vacuum,Volume 9, Issue 1,1959,Pages 41-47,ISSN 0042-207X,https://doi.org/10.1016/0042-207X(59)90555-X.
