油擴散泵系統是電鏡真空系統的核心部分。本文在分析該系統工作原理的基礎之上，著重討論了系統的日常維護、泵油的選擇原則與更換清洗方法、典型故障分析與處理等主要方面的問題，同時提出了時擴散泵系統的維護原則與使用建議，以方便電鏡及相關儀器工作者解決擴散泵系統可能出現的問題。本文對于采用油擴散泵的其他儀器系統也具有一定的參考價值。

　　真空獲得設備是電子顯微鏡真空系統的核心部分，對電鏡的使用性能影響極大。無論是鎢絲發射源的普通電鏡還是需要超高真空的場致發射電鏡，均廣泛采用機械泵—油擴散泵形式的真空單元獲得高真空。由于機械泵和油擴散泵相對于其他真空部件，可靠性高、故障率低且故障現象隱蔽，其工作性能下降往往被當作系統漏氣處理，因而常被忽視。真空技術網(http://smsksx.com/)認為對機械泵—油擴散泵系統的典型故障及日常維護方面作一討論，具有一定的現實意義。

　　1、工作原理

　　1.1、機械泵

　　目前廣泛采用的機械泵為直聯或帶聯接油浸式旋片泵，原理如圖1所示。圓柱形轉子一端與泵體內壁相切的方式偏心安裝，其旋片沿直徑方向由彈簧保持與泵體內壁接觸。這樣，轉子、旋片與泵體及兩端缸蓋就聯合圍成三段空隙。當轉子旋轉時，空隙1變大，向真空系統抽氣；空隙2不變；空隙3變小，同時壓縮空隙內氣體，由排氣閥排出。當空隙3轉過切線位置，變為空隙1，而空隙1變為空隙2，空隙2變為空隙3，如此往復，完成抽氣動作。

圖1 旋片泵工作原理

　　1.2、擴散泵

　　油擴散泵依靠高速分子動能與氣體擴散的聯合作用抽真空，性能主要取決于泵體結構、噴口形狀以及泵油的質量，基本形式如圖2所示。泵底部的泵油受到外電爐加熱，在真空下形成上升油蒸氣流至各級導管頂端，被各級傘形噴嘴偏轉了幾乎180“，形成向下的高速、高密度油蒸氣流。油蒸氣流具有優越的氣體分子運載能力，它們裹挾著氣體分子向泵出口方向運動。油擴散泵一般設計為三級或四級噴口，下級噴口流量大于上級，這樣逐級接力將氣體分子排出，由前級泵抽走。當油蒸氣碰到經冷卻水冷卻的泵壁之后，重新凝結為液態油，流回泵底，重新加熱，開始新的循環。

圖2 油擴散泵工作原理

　　1.3、擴散泵系統

　　油擴散泵工作時要求出口工作壓力至少低于40Pa，因此，必須與機械泵相連接構成完整的擴散泵系統才能正常工作，如圖3所示。為了隔離機械泵工作的震動、減少真空故障導致機械泵油倒灌等風險，在擴散泵與機械泵之間常加人一個數升至數十升不等的密閉鋼制低真空貯氣罐，暫時貯存擴散泵排出的氣體；此時機械泵或由于拍攝而停止工作，或轉去暫時抽樣品室或鏡體其他部位的低真空。這一裝置對于單機械泵系統是必不可少的。

圖3 油擴散泵系統