实验室真空泵级数的区别差异和用途分析

        在现代实验室中，真空泵如同隐形的基石，各种实验方法和实验设备均需要搭配其一同使用，依靠真空泵产生的低压环境或者负压吸引力，来实现实验目的。在这些应用中，真空环境的纯度与稳定性直接决定了实验的成败。真空度的高低由许多因素所影响，其中比较重要的一点是真空泵腔体的级数结构，*为常见的是单极和两级腔体构造，级数直接影响真空泵的极限真空度、压缩效率以及适用场景。
       单级真空泵（Single-stage Pump），是指仅通过一次压缩阶段产生真空，即真空泵只有一个抽气腔体，由单组机械部件（根据原理不同，可以使旋片、活塞或隔膜等）完成气体压缩和排出，结构简单，成本低。而相对的，两级真空泵（Two-stage Pump），则是通过两次连续压缩阶段提高真空度，通常在一台真空泵内，串联两个压缩腔体（如双旋片结构），相较于单级泵，两级泵更复杂造价也更高，但是能更彻底地排出气体，两次压缩减少残留，从而达到中高真空的需求。
        例如圣斯特Sciencetool的R300和R410两款无油真空泵，他们在很多部分上具有相似性，如使用了相同尺寸的抽气缸、活塞、进出气阀片、散热风机等，但是在气缸级数上，R300是单级，而R410则是两组气缸串联的两级泵。正式由于气缸级数的差异，R300真空度为685mmHg=0.09Mpa，而R410则可以高达740mmHg=0.098Mpa。相对的R300由于构造更简单，所以在售价上，仅为R410的三分之二左右。
        在了解了两级真空泵相较于单级泵的区别后，我们再来进一步讨论两者在应用上的差异。
        各类实验室中，真空泵的需求非常多，单级泵如R300的0.09Mpa真空度已经能够满足绝大部分常见应用的真空度需要，如：真空抽滤，通过过滤装置产生的压力差来加速分离固体与液体；简单的真空干燥，去除样品中溶剂；脱气，为低精度实验移除气泡；真空吸液，试验后的残液上清液的抽取和吸引；等离子清洗机，为低压等离子体生成提供基础真空环境，用于半导体芯片表面清洁；真空注型机，在快速成型领域，单级泵辅助硅胶模具注型，减少树脂固化时的气泡缺陷；气凝胶制备，干燥前，用于初步抽出凝胶孔隙中的溶剂，防止结构坍塌；MOF材料活化：金属有机框架材料合成后，辅助移除孔道内残留的模板剂分子。
          两级泵的核心应用则主要有：高真空设备支持，如为质谱仪（MS）、扫描电镜（SEM）提供前级真空；精密实验环境，在分子束外延（MBE）中维持超高真空腔体；敏感材料处理，防止氧化（如半导体材料封装）；旋转蒸发仪，需要高真空度来抽除大量溶剂蒸气），满足 10mabr以下的真空需求，尤其适合有机合成中溶剂的温和脱除；离心浓缩仪，搭配单级泵用于生物样本（如蛋白质溶液）的低温浓缩，避免样品高温变性。
          用户在具体选购时，预算有限、仅需粗真空的应用可以选择性价比高的单级泵。涉及到高真空应用，如40mabr以下的真空需求，则需要选两级泵。