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升华泵的主要部件是由活性金属钛(Ti)制作的灯丝。通过大电流加热灯丝，使Ti升华后吸附在腔体的内壁上。

因为Ti的化学反应活性高，立刻捕捉周围的气体分子并发生反应而生成稳定的化合物，从而达到获得真空的目的。

内壁上的Ti反应层和气体分子反应达到饱和后，可再次启动升华泵而形成新的Ti反应层，从而不断排气。

如果升华后的Ti吸附在较大面积的内壁上，则产生巨大的排气速度。

比如在20℃1m2的面积上吸附 Ti原子，对氮气而言，可达到24000L/s的排气速度。

但是，在压强较高(>10-3 Pa)时，排气速度将大大降低，因此升华泵需要和其他排气泵组合使用。

升华泵长时间重复使用后，吸附在腔体内壁上的Ti膜厚度会增加。

在腔体暴露于大气时，这样的Ti膜又将吸附大量的气体。这些气体即使经过250℃的烘烤也无法去除，从而成为氢分子的释放源。

只有在310℃以上的高温长时间维持，才可能除去这些吸附气体。

Ti的活性强，可以和氢气、氧气、氮气、一氧化碳以及其他活性气体发生化学吸附，通过捕捉、吸附这些气体来实现排气功能。

升华泵的不足点在于无法对氦等惰性气体排气，另外灯丝的寿命有限。

升华泵通常和离子泵或分子泵联合使用，其排气能力取决于Ti的升华速度和腔体内壁的表面积。

升华泵的排气量比离子泵大，在超高真空薄膜生长装置中，通常在薄膜生长之前使用，使得薄膜生长在更高的真空环境下进行。

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