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發(fā)布時間：2021-09-08 21:11
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真空腔體制作注意事項(xiàng)
為了減小腔體內(nèi)壁的表面積，通常用噴砂或電解拋光的方式來獲得平坦的表面。超高真空系統(tǒng)的腔體，更多的是利用電解拋光來進(jìn)行表面處理。
焊接是真空腔體制作中重要的環(huán)節(jié)之一。為避免大氣中熔化的金屬和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而影響焊接質(zhì)量，通常采用弧焊來完成焊接。弧焊是指在焊接過程中向鎢電極周圍噴射保護(hù)氣體，以防止熔化后的高溫金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。
真空腔體的焊接原則
超高真空腔體的弧焊接，原則上必須采用內(nèi)焊，即焊接面是在真空一側(cè)，以免存在死角而發(fā)生虛漏。
真空腔體的內(nèi)壁表面吸附大量的氣體分子或其他有機(jī)物，成為影響真空度的放氣源。為實(shí)現(xiàn)超高真空，要對腔體進(jìn)行150——250℃的高溫烘烤，以促使材料表面和內(nèi)部的氣體盡快放出。烘烤方式有在腔體外壁纏繞加熱帶、在腔體外壁固定鎧裝加熱絲或直接將腔體置于烘烤帳篷中。比較經(jīng)濟(jì)簡單的烘烤方法是使用加熱帶，加熱帶的外面再用鋁箔包裹，防止熱量散失的同時也可使腔體均勻受熱。
真空腔體烘烤注意事項(xiàng)
真空腔體烘烤時的真空度變化結(jié)果，烘烤采用纏繞加熱帶的方式。當(dāng)真空度達(dá)到約10-3 Pa時，開始給加熱帶逐漸通電加熱，保持腔體在150℃下進(jìn)行長時間烘烤。烘烤過程中關(guān)閉離子泵，同時也給離子泵通電進(jìn)行加熱烘烤，這時的真空腔體只靠分子泵和前級泵來排氣。隨著腔體溫度的升高，腔體內(nèi)表面吸附的水蒸氣等氣體分子大量放出，真空度會迅速惡化。氣體的放出量隨著烘烤時間的延長而逐漸減少，因此真空度也逐步好轉(zhuǎn)。停止烘烤時，切斷加熱帶和離子泵的烘烤電源，然后趁腔體仍處在高溫的狀態(tài)下對鈦升華泵進(jìn)行除氣處理。鈦升華泵的除氣處理是指給Ti絲通電加熱，但又控制溫度在Ti升華溫度之下的操作。鈦升華泵除氣處理的目的是清除吸附在Ti絲表面的氣體分子以及其他可能的污染物，以確保鈦升華泵的正常工作。充分完成鈦升華泵的除氣處理之后，啟動離子泵和鈦升華泵，加大真空排氣的力度。隨著排氣力度的增大和由于腔體溫度降低而放出氣體的減少，系統(tǒng)的真空度會迅速好轉(zhuǎn)。
新完成的腔體一次烘烤時，一般需要一周時間，重復(fù)烘烤后單獨(dú)的烘烤時間可以適當(dāng)減少。為了更準(zhǔn)確地測量真空度，停止烘烤后也應(yīng)該對真空計進(jìn)行除氣處理。如果真空泵能力充分而且烘烤時間充足的話，烘烤后真空度可提升幾個數(shù)量級。
真空腔體中抽氣管道的設(shè)計原則
為一個工藝選擇真空泵時，工藝室和泵之間的抽氣管道可能和泵的選擇一樣重要。要使腔體抽氣速率達(dá)到大，需要筆直的抽氣管道(長度短)并使用直徑盡可能大的管道。
看起來似乎很簡單，但是這里有許多因素需要考慮。實(shí)際上，如果我們從物理學(xué)角度考慮，就可以明確哪些是關(guān)鍵因素。真空腔體
在穩(wěn)定狀態(tài)的條件下，如果抽氣管道內(nèi)沒有氣源(泄漏)或氣體減少(冷凝)，抽氣管道任何截面的質(zhì)量流量必須相同。簡單而言，進(jìn)入工藝室的氣體必須從泵出來。
已知?dú)怏w摩爾流量為M(公斤/摩爾)、抽氣速率為S(立方米/秒)、壓力為P(帕)、溫度為T(開爾文)，則質(zhì)量流量計算如下：
質(zhì)量流量(公斤/秒)=(M*P*S)/(Ro*T)
Ro=通用氣體常數(shù)
對于大多數(shù)抽氣系統(tǒng)而言，氣體溫度(T)在抽氣管道中不會顯著減少，而且可以合理地假定為恒定的。
在此情況下，抽氣管道任何截面(P*S)的乘積(稱為通量)相同。真空腔體
由于抽氣管道的壓力差是氣體流動的推動力，可見壓力(P)必須在工藝室中為高值，在泵入口為低值。
由于我們假定通量恒定，可見抽氣速率(S)在工藝室為小值，在泵入口為大值(等于泵速)。
