Bơm chân không sử dụng bề mặt có nhiệt độ thấp để ngưng tụ khí, còn được gọi là bơm ngưng tụ. Máy hút lạnh là máy bơm chân không có áp suất cuối cùng thấp nhất và tốc độ bơm cao nhất để thu được chân không sạch. Nó được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu và sản xuất chất bán dẫn và mạch tích hợp, cũng như nghiên cứu chùm phân tử, thiết bị phủ chân không, dụng cụ phân tích bề mặt chân không, máy cấy ion và mô phỏng không gian. thiết bị, v.v.
Nguyên lý bơm Máy lạnh được trang bị một tấm lạnh được làm lạnh đến nhiệt độ rất thấp bằng heli lỏng hoặc tủ lạnh. Nó làm ngưng tụ khí và giữ áp suất hơi của chất ngưng tụ thấp hơn áp suất cuối cùng của bơm, để đạt được hiệu quả bơm. Các chức năng chính của bơm nhiệt độ thấp là ngưng tụ ở nhiệt độ thấp, hấp phụ ở nhiệt độ thấp và thu giữ nhiệt độ thấp. ① Ngưng tụ nhiệt độ thấp: các phân tử khí ngưng tụ trên bề mặt tấm lạnh hoặc trên lớp khí ngưng tụ, và áp suất cân bằng về cơ bản bằng áp suất hơi của chất ngưng tụ. Khi bơm không khí, nhiệt độ của tấm lạnh phải thấp hơn 25K; khi bơm hydro, nhiệt độ của tấm lạnh thấp hơn. Chiều dày của lớp ngưng tụ chiết và ngưng tụ nhiệt độ thấp có thể đạt khoảng 10 mm. ②Hấp phụ ở nhiệt độ thấp: Các phân tử khí bị hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ được phủ trên tấm lạnh có bề dày bằng một lớp đơn (10-8 cm). Áp suất cân bằng cho quá trình hấp phụ thấp hơn nhiều so với áp suất hơi ở cùng nhiệt độ. Nếu áp suất hơi của hydro bằng áp suất khí quyển ở 20K thì áp suất cân bằng của quá trình hấp phụ sẽ thấp hơn 10-8 Pa khi than hoạt tính ở 20K hấp thụ hydro. Điều này làm cho nó có thể thực hiện bơm bằng hấp phụ đông lạnh ở nhiệt độ cao hơn. ③ Bẫy sinh khí: Các phân tử khí không thể ngưng tụ ở nhiệt độ chiết được chôn vùi và hấp phụ bởi lớp khí ngưng tụ đang phát triển.
Nói chung, áp suất cuối cùng của bơm là áp suất hơi của khí ngưng tụ ở nhiệt độ của tấm lạnh. Khi nhiệt độ là 120K, áp suất hơi của nước đã thấp hơn 10-8 Pa. Khi nhiệt độ là 20K, ngoại trừ heli, neon và hydro, áp suất hơi của các khí khác cũng thấp hơn {{3} } Pa. Tuy nhiên, do nhiệt độ khác nhau của thùng chứa được bơm và tấm lạnh đông lạnh, áp suất cuối cùng của bơm cao hơn áp suất hơi của chất ngưng tụ. Đối với một bình ở nhiệt độ phòng, có hộp lạnh 20K, áp suất cuối cùng của bơm bằng khoảng 4 lần áp suất hơi của chất ngưng tụ.