一个案例：浅析扫描电镜真空系统配置差别优劣
本帖最后由 小柒啊 于 2017-6-1 10:19 编辑问题描述：日本油扩散泵扫描电镜现在碰到的问题是，更换样品，抽真空时间特别长，pre-evac时间：4分钟，evac时间：19分钟，应该从哪里下手解决问题呢？问题分析：夏天温湿度高，先检查环境。要求正常，排除难以估测的环境因素。
预抽4分钟基本正常，说明机械泵和真空管路密封正常。
19分钟可以达到“工作真空”，说明该电镜真空控制电路肯定出了问题。
扩散泵的真空效率非常高，一般1-2分钟即可达到0.001pa，因此如果扩散泵正常，不管软件有没有显示真空到达与否，实际5-6分钟之内已经到达了工作真空。
日本扩散泵电镜，软件限制后续操作。国产扩散泵电镜有个好处，就是随时可以开机。
真空系统配置
一般”高档“扫描电镜都配有全量程真空规，即低真空规+高真空规。真空泵和逻辑阀门按照真空规提供的数据指令反应动作，操作者基本上时刻确切知道真空度。这里高档是带引号的，也特指全量程真空监测。涡轮分子泵真空系统全部采用全量程真空规控制，利于保护比较贵而脆弱的涡轮分子泵万无一失。
油扩散泵比较皮实，单机价格相对低的多，工作原理注定了其真空效率是固定的，往往不需严格保护和测量，高真空规在这里显得多余，还费钱。更重要的是，高真空规一般使用潘宁规，在扩散泵真空系统中容易污染，实际真空度越来越低，但给电器的指令确是已经达到，造成真空检测不准，反而对电镜有害。
也有油扩散泵采用全量程真空规监测的，但这些厂商等到出了问题的时候会告诉你，潘宁规需要1年至少维护一次（用户往往没有维护经验）或者建议用户直接换新的把真空规当做耗材来卖。
基于以上原因，传统扩散泵真空系统电镜都不配置高真空规，而是采用一级低真空规，低真空达到后启动扩散泵抽高真空，工作真空度是否到达，只需用延时器模拟控制即可。
真空系统配置优劣扩散泵技术成熟可靠，成本相对较低，但需要管路阀门结构复杂，而且对电镜污染严重，需要电炉加热和冷水冷却，能耗较高，真空系统综合成本也不低。涡轮分子泵单机价格相对较高，因此需要严格的真空保护程序，否则容易破损失效。其真空系统结构简单，而且真空洁净无污染，风冷，能耗约为扩散泵的30%，综合成本相对扩散泵系统相差无几。
事实上，标准配置涡轮泵的扫描电镜，涡轮泵技术也是非常成熟的。然而标配扩散泵的扫描电镜，改配涡轮分子泵真空系统，是有很大风险系数的，对于涡轮分子泵的严格程序保护，往往有些疏漏，容易造成大错。
例如国内某电镜厂商，日本某厂商不推荐用户使用涡轮分子泵真空系统，主要原因有两个：
1 因为不能批量订货，成本高的多2 技术问题不过关，也就是没有进行专门的技术可靠性试验统计，对于所遇到的问题往往不能预见。
油扩散泵和涡轮分子泵在扫描电镜中的应用比较
种 类 油扩散泵 涡轮分子泵系统
可获得最高真空度 10-3～10-4Pa 优于10-4Pa
形成污染层速率 30nm/min(10-3Pa) 0.036～0.09nm/min(2×10-4Pa)
开机预热时间 30min 无需预热
关机冷却时间 30min 无需
冷却方式 水冷 风冷
能耗 高 低一倍以上
真空油污染 高 无
真空管路 复杂 简单
噪音 大(需要隔离机械泵急冷水机) 小 (无需隔离)来源：驰奔仪器http://dn.cailiaoren.com/forum/201705/24/203815vzbt8irm3gy3kkz0.png
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