金屬油擴(kuò)散泵是利用低壓、高速和定向流動(dòng)的油蒸氣射流抽氣的真空泵。金屬油擴(kuò)散泵的極限真空為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(wàn)升/秒(1升=10-3米3)。金屬油擴(kuò)散泵是獲得高真空的主要設(shè)備，廣泛用于真空冶煉、真空鍍膜、空間模擬試驗(yàn)和對(duì)油污染不敏感的一些真空系統(tǒng)中。
油擴(kuò)散泵與水銀擴(kuò)散泵的比較
水銀擴(kuò)散泵是1915年發(fā)明的，但自1928年發(fā)現(xiàn)可以用油作為工作液體代替水銀后，水銀擴(kuò)散泵不太被人們重視，油擴(kuò)散泵便發(fā)展很快。
1938年已經(jīng)出現(xiàn)了金屬三級(jí)分餾油擴(kuò)散泵，油擴(kuò)散泵發(fā)展后，在大部分實(shí)驗(yàn)室研究工作和工業(yè)上的用途上，油擴(kuò)散泵代替了水銀擴(kuò)散泵，這是因?yàn)橛偷恼羝麎罕人y的小得多，因此使用水銀擴(kuò)散泵時(shí)，必須使用液體空氣或干冰，而使用油擴(kuò)散泵時(shí)只用冷水甚至空氣冷卻就可以了。
更重要的是，水銀蒸氣有毒性，因而在使用水銀泵的實(shí)驗(yàn)內(nèi)，如何避免水銀蒸氣散在室內(nèi)空氣中是很難的問(wèn)題。尤其是，當(dāng)玻璃的水銀擴(kuò)散泵發(fā)生炸破事故時(shí)，大量的熱水銀蒸氣發(fā)散出來(lái)，對(duì)人更是危險(xiǎn)。此外，水銀對(duì)各種有色金屬具有腐蝕性，也是它的嚴(yán)重缺點(diǎn)，但是油也有它的缺點(diǎn)，它很怕氧化，它的前級(jí)耐壓低，在高電壓的真空設(shè)備上，油的蒸氣附在電極上會(huì)使耐壓下降等等。因此，在油擴(kuò)散泵發(fā)展以后，水銀擴(kuò)散泵在某些實(shí)驗(yàn)室用途上仍有它的特殊作用，不過(guò)大部分高真空工作中都用油泵。
金屬油擴(kuò)散泵的優(yōu)點(diǎn)
金屬油擴(kuò)散泵最大的優(yōu)點(diǎn)：金屬油擴(kuò)散泵堅(jiān)固不易碰壞;其次是大型的擴(kuò)散泵必須做金屬的，現(xiàn)在一般大的玻璃油擴(kuò)散泵速度只有100—200升/秒;而大的金屬油擴(kuò)散泵可以達(dá)到20000—40000升/秒，因此一切大型的真空設(shè)備都用金屬的油擴(kuò)散泵。由于大型玻璃活門(mén)難制，使玻璃油擴(kuò)散泵更沒(méi)有向大型方向發(fā)展的可能。另外，因?yàn)榻饘偌庸と菀妆炔ＡЬ_，金屬擴(kuò)散泵易于制造，這也是它的優(yōu)點(diǎn)。
金屬油擴(kuò)散泵的簡(jiǎn)單工作原理
當(dāng)用機(jī)械泵把金屬油擴(kuò)散泵和被抽容器中的空氣抽到很稀薄時(shí)，我們把金屬油擴(kuò)散泵的油用電爐加熱到200℃左右時(shí)(各種油不同)，油的蒸氣壓上升到0.5—1毫米，蒸氣便由各級(jí)噴口噴出，噴出方向是向下向外，打在水冷卻的壁上便凝結(jié)流下，流回鍋爐，不停地加熱，油蒸氣便不停地噴出來(lái)，噴出的蒸氣分子流的速度
大約是每秒200米以上，原有的空氣分子遇到蒸氣噴流便被打下來(lái)，于是漸漸上面的氣壓便比下面的氣壓小，上面便形成了高真空，這便是最粗淺的擴(kuò)散泵工作原理。
怎樣提高金屬油擴(kuò)散泵能夠達(dá)到的真空度
金屬油擴(kuò)散泵抽到極限真空時(shí)所剩余的氣體包括下列各項(xiàng):(1)反擴(kuò)散的空氣分子;(2)漏氣;(3)出氣、虛漏;(4)橡皮圈出氣及透過(guò)性;(5)油的分解物;(6)油的蒸氣等項(xiàng)。
為了提高真空，要采取下列措施：
(1)使用好的油，不分解的以DC—703為最好;
(2)加強(qiáng)分餾作用，我們的三級(jí)分餾擴(kuò)散泵，除有分餾筒外，還加上分餾圈，通過(guò)油的孔都形成180°距離，使油盡量走長(zhǎng)的距離;
(3)為了消滅橡皮出氣透過(guò)的作用，金屬刀口泵或?qū)⑹墙窈笾攸c(diǎn)努力的方向;
(4)為了減少油的吸收氣體作用及加強(qiáng)內(nèi)雜質(zhì)的排出，我們采用了另一油擴(kuò)散泵為前級(jí)，同時(shí)可以避免可能機(jī)械泵油反擴(kuò)散的作用;
(5)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，泵體及噴口所用的材料以鐵、紫銅、鋁三種可用，黃銅不可用;因?yàn)樵诟邷叵�，鋅會(huì)蒸發(fā)出來(lái)，引起油的分辨作用。理論上，玻璃及搪瓷或真空蒸鍍的表面可能有利;
(6)降低鍋爐底的溫度，因?yàn)橛偷臏囟仍阱仩t表面是最高的，因此分解可能主要是在這地方，減低溫度方法有三個(gè)：(A)減少?lài)娍诘拿娣e，并且加放散熱以減少負(fù)擔(dān);(B)增加熱對(duì)流的效應(yīng)，減少面部油的過(guò)熱;(C)爐底分為兩部，分別調(diào)節(jié)加熱的功率。
(7)長(zhǎng)時(shí)間的抽氣以及利用冷卻技術(shù)。
綜上所言，金屬油擴(kuò)散泵對(duì)于一般高真空技術(shù)的應(yīng)用，即在一定極限真空是很容易達(dá)到的，我們可以完全采用國(guó)產(chǎn)材料來(lái)達(dá)到。