發布日期：2022-11-05 點擊率：55
對一般真空設備來說，材料的放氣是真空系統中最主要的氣源。因此，真空除氣的目的就在于盡可能多地除掉這些雜質，降低材料中的含氣量。
氣體在金屬中的溶解度是環境氣壓與溫度的函數。溶解度隨溫度的變化有兩種類型，溶解時有吸熱效應的，溶解度隨溫度升高而增大；溶解時放熱的，溶解度隨隨溫度升高而減小。
氣體在金屬中的溶解是可逆過程。當金屬暴露于真空環境中時，原有的動平衡狀態被破壞，氣體趨向解溶。解溶出氣過程也由雜質的擴散速率決定。由于雜質的擴散速率很小，金屬又有一定厚度，所以可近似按無限厚固體的擴散出氣來處理。
對于溶解度隨溫度升高而增大的情況，提高除氣溫度對除氣效果的影響不大。實際上，隨著溫度的上升，雖然材料中氣體的濃度增加，但是在高真空條件下，濃度的增加很小，而同時氣體的擴散加快，也能在較短時間內與外部氣壓達到平衡。因此，真空除氣的關鍵在于必須提高除氣設備的工作真空度，一般要求材料除氣時的工作真空度在10-3Pa以上。
因為放氣速率與溫度有關，所以在設計真空系統時，必須選用實際使用時的溫度數據。如無此數據，則可根據兩個不同溫度下的數值進行估算。出氣速率呈指數變化，所以出氣量是時間的慢變化函數(即時間延長一個數量級，出氣速率降低較慢)。已經出過氣(經除氣后)的材料經長時間暴露于大氣后，能重新吸氣并恢復到原來的狀態。經常運轉的真空系統如果在兩次運轉之間短時間暴露于大氣(如1h以內)，則可等效為在真空中經歷了10h的出氣時間。因此，對真空系統來說，為了降低放氣率，縮短抽空時間，應該經常保持在真空狀態下。
另外，材料的放氣速率除了與材料的性質和所經歷的放氣時間有關外，還和材料的制造工藝、材料貯存環境以及表面預處理方法(如清洗、烘烤、氣體放電轟擊、表面處理等)有很大關系。例如，對于清潔的表面來說，光潔度越高，吸附的水汽就越少；在干燥氮氣或空氣中烘烤，可使不銹鋼表面形成一層密實的淡黃色氧化膜，也可以減少放氣，而且可以將表面的污染物氧化成氣體或燒掉；用有機溶劑去脂時，表面的單分子層污染是無法除掉的，只能靠在真空下烘烤來除掉。例如，溫度在200℃以上的真空環境下的烘烤可有效地除掉水氣，但要有效地除掉氫，則必須在400℃以上的溫度下進行真空烘烤。人們根據對材料的放氣量的研究，得出以下幾點共識：
(1)同類材料的不同品種、不同制造和預處理工藝，對含氣量影響很大;
(2)在各種預處理方法中，燒干氫、真空處理(烘烤、退火、熔煉)的除氣效果最好。正確的表面鍍敷和表面腐蝕也很有益。化學清洗對減少出氣的效果不太顯著，但也不能忽視材料、零件的初步化學處理，以免在進一步燒氫或真空除氣時造成氫爐與真空容器的污染，導致以后處理的其他材料的再污染。
(3)已經除氣的材料不能直接用手摸，否則將使放氣總量復原。
(4)材料越厚，溫度越低，出氣率衰減越慢。這種情況符合菲克擴散定律。
(慧樸科技，huiputech)
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