真空系統(tǒng)中常用材料和真空衛(wèi)生ppt課件

1、真空系統(tǒng)中常用資料和真空衛(wèi)生真空系統(tǒng)中常用資料和真空衛(wèi)生n一、真空資料的要求和分類n二、金屬及其合金資料n三、非金屬資料n四、真空衛(wèi)生一、真空資料的要求和分類n1、資料的真空性能要求n2、真空資料的其他性能要求n3、真空資料的分類n4、真空資料的選材原那么資料的真空性能要求n1、氣體浸透率：氣體從密度大的一側(cè)向密度小的一側(cè)滲入、分散、經(jīng)過和溢出固體阻撓層的過程成為浸透。該情況的穩(wěn)態(tài)流率稱為浸透率。n 浸透率與氣體和資料的種類有關(guān)。對于金屬，有些金屬如不銹鋼、銅、鋁、鉬等的氣體浸透系數(shù)很小，在大多數(shù)實(shí)踐運(yùn)用中可以忽略不計(jì)。但對某些金屬如鐵、鎳等，氫氣對他們具有較高的浸透率。氫氣對鋼的浸透率隨含碳

2、量的添加而添加，所以選擇低碳鋼做真空室資料為好；另外有些金屬對氣體的浸透具有選擇性，如氫氣就極容易浸透過鈀，氧氣易投過銀等?？梢岳眠@個(gè)性質(zhì)對氣體進(jìn)展提純和真空檢漏。n 氣體對玻璃、陶瓷等的浸透，普通是以分子態(tài)的方式進(jìn)展的。浸透過程和氣體分子的直徑及資料內(nèi)部微孔大小有關(guān)。含純二氧化硅的石英玻璃的微孔孔徑約為0.4nm，其他玻璃因堿金屬離子鉀、鈉、鋇等填充于微孔之中，使其有效孔徑變小，所以各種氣體對石英玻璃的浸透性大，而對其他玻璃的浸透性就小。由于氦分子的直徑在各種分子中最小，所以氦對石英玻璃的浸透在氣體-固體配偶中是最大的。n 氣體對有機(jī)資料如橡膠、塑料的浸透過程普通是以分子態(tài)進(jìn)展的。由于有機(jī)

3、資料的微孔比較大，因此氣體對有機(jī)資料的浸透才干比玻璃、金屬要大得多。n1當(dāng)分子態(tài)浸透到達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí)n2當(dāng)原子態(tài)浸透到達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí)n只需知道浸透系數(shù)K，就可以根據(jù)該資料的壁厚?、壁的面積A，求得氣體浸透量單位時(shí)間，經(jīng)過A面積的氣體浸透量為 Q=FA?；虿牧系谋诤?，大氣壓，固體配偶的性質(zhì)有關(guān)，值與氣體氣體滲透系數(shù)，的氣體滲透速率，單位時(shí)間通過單位面積式中mmcmPapmmPasmSTPmKKsmSTPmqKpq;)/()();/()(/1123231/1pKq n2、資料的放氣性能n任何固體資料在制造過程中，及在大氣環(huán)境下存放都能溶解、吸附一些氣體。當(dāng)資料置于真空中時(shí)，原有的動(dòng)態(tài)平衡被破壞，資料就會(huì)因解溶

4、、解吸而放氣。常用的放氣速率單位為PaL/(scm2).n放氣速率通常與資料中的氣體含量和溫度成正比。所以有時(shí)也用高溫下資料的放氣總量作為選材根據(jù)。出氣總量的單位：思索體積含量為主時(shí)可用PaL/cm2n1常溫放氣。大多數(shù)有機(jī)資料放氣的主要成分是水汽，其特點(diǎn)是放棄速率較高，隨時(shí)間的衰減較慢，因此這類資料普通不宜用作真空容器的內(nèi)部零件。金屬、玻璃、陶瓷的放氣速率較低，隨時(shí)間的衰減也較快。玻璃和陶瓷的常溫放氣主要來自表層，主要放氣成分為水汽，其次為CO和CO2。玻璃經(jīng)烘烤加熱后，其外表氧化膜中的水汽可以根本除凈，使其常溫放氣率顯著降低。外表吸附的氣體除掉后的放氣過程由體內(nèi)分散決議。普通，體內(nèi)放氣的成

5、分有H2、N2、CnHn、CO、CO2、O2，以H2居多。n2高溫放氣。某些構(gòu)造資料如電極、靶材、蒸發(fā)源、加熱安裝等器材，在真空系統(tǒng)的工藝過程中常處于高溫形狀。普通以為，資料的高溫放氣主要由體內(nèi)的分散過程所決議，外表脫附的氣體量僅占放氣總量的一小部分。玻璃、陶瓷。云母的高溫放氣，除了分散過程加快外，與常溫放氣沒有本質(zhì)區(qū)別。而金屬的高溫體分散出氣那么不同，由于在金屬內(nèi)部溶解的氣體呈原子態(tài)，所以，在真空中發(fā)出的分子態(tài)氣體往往是經(jīng)過外表反響才構(gòu)成的。普通，金屬放氣的種類是H2、CO、CO2和N2、O2，以前四種居多。其中H2、N2先以原子態(tài)分散逸出，再在外表上結(jié)合成分子態(tài)。CO、CO2是由分散到外表

6、的C與外表上的金屬氧化物或氣相中的O2、H2O反響生成的。也有一些金屬如Ni、Fe主要受氧在體內(nèi)分散的控制，因此，對金屬進(jìn)展脫碳處置可降低CO、CO2的出氣。H2O有的直接來自外表氧化層，有的那么由體內(nèi)分散的氫與氧化物反響合成。n玻璃、金屬的外表層也是高溫放氣的重要來源。為此采用各種外表處置工藝，如化學(xué)清洗。有機(jī)蒸汽去脂、拋光、腐蝕、大氣烘烤氧化等，都能大大降低資料的放氣。n 另外，資料的放氣速率不僅和所閱歷的放氣時(shí)間有關(guān)，而且和資料的外表預(yù)處置方法、外表情況有很大關(guān)系。例如：對子清潔的外表來說，外表的光潔度越高，吸附的水汽就越少；例如，當(dāng)用郵寄溶劑對外表清洗去脂時(shí)，外表的單分子層污染是無法除

7、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(huán)境下的烘烤可有效地除掉水汽，但要有效除掉氫，那么必需在400以上的溫度下進(jìn)展真空烘烤。n 對真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)來說，僅有資料的放氣速率的數(shù)據(jù)是不夠的，由于有許多真空閥的抽氣才干是有選擇性的，所以假設(shè)能進(jìn)一步知道資料放氣中的各種氣體成分的比例，就能有針對性地選配適宜的真空泵，得到更合理的設(shè)計(jì)。n3、資料的蒸汽壓和蒸發(fā)升華速率n在一定的溫度下，在封鎖的真空空間中，由于液體或固體氣化的結(jié)果，使空間的蒸汽密度逐漸添加，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定的蒸汽壓力之后，單位時(shí)間內(nèi)脫離液體或固體外表的分子數(shù)與從空間前往液體或固體外表的在凝結(jié)分子數(shù)相等，即蒸發(fā)或升華速率與凝結(jié)

8、速率動(dòng)態(tài)平衡，這時(shí)可以為氣化停頓，此時(shí)的蒸汽壓力稱為該溫度下，該液態(tài)或固體的飽和蒸氣壓。n 蒸汽壓Pv和蒸發(fā)升華速率W之間有以下關(guān)系：molgMPapscmgWTMpWvv/T)/(/058. 02分子量，時(shí)的飽和蒸汽壓溫度蒸發(fā)（升華）速率，式中n 在真空技術(shù)中，資料的蒸汽壓力和蒸發(fā)升華速率都是需求注重的參數(shù)。如：真空油脂、真空規(guī)管的熱燈絲的飽和蒸汽壓均能成為影響極限真空度的來源；真空鍍膜用材和吸氣劑的升華速率是設(shè)計(jì)真空鍍膜設(shè)備及吸氣劑泵時(shí)需求思索的參量；低溫液化氣體的飽和蒸汽壓力那么是與低溫冷凝泵極限壓力有關(guān)的參量。n 顯然，不能采用在真空系統(tǒng)的任務(wù)溫度范圍內(nèi)蒸汽壓力很高的資料。在任務(wù)溫度范

9、圍內(nèi)，一切面對真空的資料的飽和蒸汽壓力應(yīng)該足夠低，不應(yīng)由于其本身的蒸汽壓或放氣特性而使真空系統(tǒng)達(dá)不到所要求的任務(wù)真空度。雖然室溫下某些資料的蒸汽壓很低，甚至有時(shí)覺察不出來，但隨著溫度的升高，蒸汽壓力最終可以上升到測得出來的值。例如，某些難溶金屬需求升高到1500以上才干測出其蒸汽壓力值。但是某些金屬如鋅、鎘、鉛等在300500時(shí)的蒸汽壓力值就很高，超越了高真空系統(tǒng)所要求的壓力。例如鎘在300時(shí)的蒸汽壓力值是10Pa，所以這些金屬或其合金不能在烘烤的高真空系統(tǒng)或超高真空系統(tǒng)中運(yùn)用。其他一些資料，如某些塑料或橡膠，由于其不能加溫烘烤及蒸汽壓過高，那么根本不能在超高正空環(huán)境下運(yùn)用。真空資料的其他性能

10、要求n1機(jī)械強(qiáng)度。真空系統(tǒng)的器壁必需能接受得住大氣的壓力。因此它必需滿足最低機(jī)械強(qiáng)度和剛度的要求，應(yīng)思索相應(yīng)尺度的構(gòu)造所能接受的總壓力。n2熱學(xué)性能。許多真空系統(tǒng)要接受溫度的變化，如加熱和冷卻或二者兼?zhèn)洹Ｒ虼吮匦鑼λ觅Y料的熱學(xué)性能非常熟習(xí)。不僅要思索到熔點(diǎn)，還要思索到強(qiáng)度隨溫度的變化。例如，銅的力學(xué)性能遠(yuǎn)在低于熔點(diǎn)溫度之前就開場下降，因此不宜用銅制造真空容器的承壓器壁。另外真空系統(tǒng)的資料除了遭到溫度緩慢變化 的影響外，還會(huì)遭到溫度突變的影響。因此，還要思索資料的抗熱沖擊的特性。n3電磁性能。許多真空系統(tǒng)中的部件必需具備能完成某項(xiàng)功能又不能與真空系統(tǒng)的要求相矛盾。例如，元件在真空室內(nèi)任務(wù)，是靠

11、輻射發(fā)熱冷卻的，因此元件的任務(wù)溫度將會(huì)很高，使得元件的電性能能夠遭到影響，因此在選材及構(gòu)造設(shè)計(jì)上要思索任務(wù)部件的耐高溫及冷卻問題。n 在許多真空系統(tǒng)中，往往要運(yùn)用帶電粒子束。但這些帶電粒子束往往容易遭到某些不用要磁場的干擾。因此在有電子束或離子束的系統(tǒng)中，必需仔細(xì)思索系統(tǒng)資料的磁性能，在某些情況下，即使很小的磁場也能夠呵斥很嚴(yán)重的問題。因此必需思索用非磁性資料。n4其他性能。光學(xué)性能如察看窗、硬度、抗腐蝕性、熱導(dǎo)率和熱膨脹等性能在真空系統(tǒng)中也經(jīng)常起著非常重要的作用。真空資料的分類n真空工程的用材范圍包括：真空設(shè)備的殼體，真空規(guī)管，放置于真空容器內(nèi)的各種固定、活動(dòng)、可裝配機(jī)構(gòu)及部件，各類密封資料

12、，各類真空獲得手段的任務(wù)物質(zhì)等等。真空系統(tǒng)中用的資料大致分為兩類：n1構(gòu)造資料。是構(gòu)成真空系統(tǒng)主體的資料，它將真空系統(tǒng)與大氣隔開，接受著大氣壓力。這類資料主要是各種金屬和非金屬資料，包括可裝配銜接處的密封墊圈資料。n2輔助資料。系統(tǒng)中某些零件銜接處或系統(tǒng)漏氣處的輔助密封用的正空封脂、真空封蠟、裝配時(shí)用的粘接劑、焊劑、真空泵及系統(tǒng)中用的真空油、吸氣劑、任務(wù)氣體及系統(tǒng)中所用的加熱元件資料等。真空資料的選材原那么n對真空容器及內(nèi)部零件資料的要求n1有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度來保證殼體能接受住室溫暖烘烤溫度下的大氣壓力，并且在加熱烘烤特別是對超高真空系統(tǒng)時(shí)不發(fā)生變形。n2氣密性好。要堅(jiān)持一個(gè)完好的真空環(huán)境

13、，器壁資料不應(yīng)存在多孔構(gòu)造。裂紋或構(gòu)成滲漏的其他缺陷。有較低的浸透速率和出氣速率。n3在任務(wù)溫度和烘烤溫度下的飽和蒸汽壓要足夠低對超高真空系統(tǒng)來說尤其重要n4化學(xué)穩(wěn)定性好。不易氧化和腐蝕，不予真空系統(tǒng)中的任務(wù)介質(zhì)及工藝過程中的放氣發(fā)生化學(xué)反響n5熱穩(wěn)定性好。在系統(tǒng)的任務(wù)溫度高溫與低溫范圍內(nèi)，堅(jiān)持良好的真空性能和力學(xué)性能。n6在任務(wù)真空度及任務(wù)溫度下，真空容器內(nèi)部器件應(yīng)堅(jiān)持良好的任務(wù)性能，滿足作業(yè)工藝的要求。n7有較好的延展性、機(jī)械加工性能和焊接性能，容易加工成復(fù)雜外形的殼體。n對密封資料的要求n1有足夠低的飽和蒸汽壓。普通低真空時(shí)，其室溫下的飽和蒸汽壓力應(yīng)小于1.310-11.310-2Pa；

14、高真空時(shí)，應(yīng)小于1.310-21.310-3Pa。n2化學(xué)及熱穩(wěn)定性好。在密封部件，不因合理的溫升而發(fā)生軟化，發(fā)生化學(xué)反響或揮發(fā)，甚至被大氣沖破。n3有一定的力學(xué)及物理性能。冷卻后硬化的固態(tài)密封資料、可塑密封資料或枯燥后硬化的封蠟等，要可以平滑地緊貼密封外表，無氣泡，無皺紋。當(dāng)溫度變化時(shí)，不應(yīng)變脆或裂開。液態(tài)或膠態(tài)密封資料應(yīng)堅(jiān)持原有粘性。n4某些密封資料應(yīng)能溶于某些溶劑中，以便改換時(shí)易于清洗掉。n 對真空中運(yùn)用的資料除上述要求外，在某些情況下還必需思索其電學(xué)性能、絕緣性能、光學(xué)性能、磁性能和導(dǎo)熱性能等等。二、金屬及其合金資料n1、鑄件n2、碳鋼及不銹鋼n3、有色金屬n4、貴重金屬n5、軟金屬n

15、6、難熔金屬n7、汞n8、合金資料金屬及其合金資料n 在真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造中常用的金屬及其合金資料主要有：低碳鋼、不銹鋼、銅、鋁、鎳、金、銀、鎢、鉬、鉭、鈮、鈦、銦、鎵、可伐合金，鎳鉻鐵合金、銅合金。鑄鐵、鑄銅、鑄鋁等。n1、鑄件n 金屬鑄件由于外表粗糙，微孔較多，很少用于制造高真空系統(tǒng)零件。高級(jí)鑄鐵及有色金屬鑄件大多用于制造各種機(jī)械真空泵。要求鑄件具有較高的致密性，通常采用的鑄鐵牌號(hào)有HT200、HT250、HT300等。鑄造鋁合金牌號(hào)有ZL109Al，Si，Cu，Mg，Ni、ZL203Al，Cu、Zl301Al，Mg等。n 當(dāng)任務(wù)溫度較高時(shí)，不應(yīng)選用含磷、鋅、鎘等元素的銅合金鑄件。n2、碳

16、鋼及不銹鋼n1碳鋼n 碳鋼普通運(yùn)用于低真空任務(wù)范圍內(nèi)。通常根據(jù)工藝要求，碳鋼制造的真空室內(nèi)外表需求鍍層涂覆或裸露拋光。出來鍍層外表以外，碳鋼外表放氣速率比不銹鋼大得多，尤其是銹蝕外表的放氣量更大，外表形狀的好壞，是影響碳鋼真空性能的主要要素。所以，應(yīng)盡量使其內(nèi)外表光滑，無銹，普通情況下任務(wù)真空度越高，那么對內(nèi)外表也越嚴(yán)厲。實(shí)際闡明：室溫時(shí)有大氣浸透到真空中去的氣體是很少的。然而，隨著溫度的升高，這種浸透量將急劇添加。在室溫常壓下氫氣浸透過低碳鋼板的速率要比低碳鋼的外表放氣率小幾個(gè)數(shù)量級(jí)。在室溫下氮浸透過低碳鋼的速率遠(yuǎn)低于氫，但是在高溫下那么相反，故在設(shè)計(jì)熱態(tài)任務(wù)真空系統(tǒng)時(shí)必需留意。n 在真空系

17、統(tǒng)設(shè)計(jì)中，從材質(zhì)的綜合性能真空。物理力學(xué)性能思索，大多采用低碳鋼軟鋼為宜。特別是真空容器的殼體、閥、管道及蒸汽流泵的泵體或?qū)Я鞴艿韧捎?0號(hào)、15號(hào)、20號(hào)鋼及普通炭素構(gòu)造鋼Q235A。其特點(diǎn)是韌性良好，機(jī)械強(qiáng)度適中，具有極好的機(jī)械加工性能和焊接性能。Q235A屬于低碳鋼含碳量低于0.22%，價(jià)錢廉價(jià)，種類規(guī)格齊全，容易選購。其主要缺陷是：不能用普通熱處置的方法提高硬度計(jì)改善力學(xué)性能；抗腐蝕性較差。45號(hào)鋼那么主要用于制造軸類、桿件、螺紋類零件以及重負(fù)荷的傳動(dòng)機(jī)件等。令外，低碳鋼特別是Q235A具有良好的導(dǎo)磁性，在防止磁效應(yīng)干擾的場所，如在離子泵。磁質(zhì)譜計(jì)或含有此分析器的任何系統(tǒng)構(gòu)造中都不

18、適用。但特別適用于需求良好導(dǎo)磁性的構(gòu)造中，例如磁控濺射靶的磁極靴等。2不銹鋼n 不銹鋼是含Cr10%25%的低碳鋼，在真空工程中常用的不銹鋼主要有奧式體型不銹鋼和鐵素體型不銹鋼兩種類型。n奧式體型不銹鋼以Cr和Ni作為主要合金成分，鐵素體型不銹鋼以Cr為主要合金成分。奧式體型不銹鋼中運(yùn)用最多的牌號(hào)主要有0Cr18Ni9304、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti等，它們屬于耐熱、耐蝕、無磁不銹鋼，大量運(yùn)用于真空室殼體、管路、閥體等。常用的鐵素體性不銹鋼主要有0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13等，主要用于具有較高韌性及受沖擊負(fù)荷的零件，如耐蝕真空泵葉片、軸類、噴嘴、閥座等需求一定硬

19、度計(jì)耐腐蝕的場所。n 真空度在1.310-4Pa以上的高真空和超高真空系統(tǒng)中，應(yīng)該選用奧式體型不銹鋼制造真空容器的殼體、管道或其他零部件。這種不銹鋼具有優(yōu)良的抗腐蝕性、放氣率低、無磁性、焊接性好，其導(dǎo)電率及導(dǎo)熱率較低，可以在-270900范圍內(nèi)任務(wù)，并具有較高的強(qiáng)度、塑性及韌性。這些性質(zhì)使得奧式體型不銹鋼成為目前金屬超高真空系統(tǒng)中運(yùn)用系統(tǒng)中運(yùn)用的主要構(gòu)造資料，例如，超高速真空室、任務(wù)架、支架、法蘭、螺栓螺母及超高真空泵離子泵，低溫泵，吸附泵等等。n 不銹鋼就其磁性而言，分為有磁性和無磁性的。應(yīng)留意的是，不銹鋼并非絕對非磁性的，而使導(dǎo)磁率很小。而且，冷加工恩那個(gè)狗添加不銹鋼的導(dǎo)磁性。 n 常用的

20、無磁性不銹鋼的主要缺陷是抗晶界間腐蝕不穩(wěn)定，尤其是在焊接時(shí)，受熱在450750的地方，易在晶界上構(gòu)成鉻的碳化物而降低資料應(yīng)有的氣密性。實(shí)驗(yàn)證明：含鉻18%20%，含鎳10%以下，含碳低于0.2%的不銹鋼，經(jīng)過10501150的高溫處置，可消除上述晶界間不穩(wěn)定的缺陷。n 當(dāng)需求耐高溫、抗腐蝕或需求熱處置淬火或調(diào)質(zhì)等時(shí)，如軸、閥蓋、封口等，那么采用2Cr13、3Cr13、4Cr13等馬氏體不銹鋼為宜。但此類不銹鋼的防銹性能不如奧氏體不銹鋼好。有色金屬n1、鎳Nin 鎳是真空技術(shù)中廣泛運(yùn)用的一種金屬。在許多真空運(yùn)用中?？梢砸姷诫娬婵掌骷械年帢O、柵極、陽極、吸氣劑和熱屏蔽罩以及許多其他機(jī)械構(gòu)件中的基

21、體資料。鎳本身可用作基體資料；或其他資料的鍍層；或許多鎳合金中的一種組風(fēng)。鎳幣其他普通普通有色金屬的熔點(diǎn)高，蒸汽壓低，抗拉強(qiáng)度很高，機(jī)械加工性很好，容易成形，除氣和點(diǎn)焊，而且價(jià)錢相對廉價(jià)。n 鎳常與鉻合金化構(gòu)成鎳鉻合金，其熔點(diǎn)比較低，在真空中容易蒸發(fā)，堆積薄膜的附著力好，附著力較差的金屬資料可用鎳鎘合金做襯底層來加強(qiáng)與基片的附著力。鎳鎘合金也可用作薄膜電阻資料。n 鎳的真空蒸發(fā)建議采用較粗糙的鎢螺旋絲電阻加熱源。在1500以上，鎳會(huì)處在任何濃度下的鎢構(gòu)成部分液相，對鎢絲迅速產(chǎn)生腐蝕。因此，為了限制蒸鍍時(shí)鎳對鎢絲的腐蝕，鎳的分量不應(yīng)超越鎢絲的30%。蒸鍍鎳時(shí)，可以采用氧化鈹和氧化鋁坩堝，也可以采

22、用電子束轟擊加熱方法進(jìn)展蒸發(fā)。n2、銅Cun 銅具有很高的塑性，良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能，常用于導(dǎo)電資料。常用的銅類資料有紫銅純銅及銅合金n 紫銅是真空技術(shù)中運(yùn)用較多的資料，由于普通的紫銅放氣苦難，普通銅中溶解的氧氣在低于鋼的軟化點(diǎn)溫度下不能釋放出來，所以在高真空及超高真空中最常見的是無氧銅，如用作蒸汽流泵的噴嘴，障板、冷阱、密封、電極等。n 由于無氧銅具有良好的真空氣密性，對氣體的溶解度低，在室溫下不浸透氫和氦，而且對氧氣和水蒸氣的敏感性差，塑性又好，因此被廣泛地用作金屬超高真空系統(tǒng)中的可裝配密封的密封墊片。通常，Cu的運(yùn)用溫度不應(yīng)過高，在200以上時(shí)Cu的抗拉強(qiáng)度陡降，從而限制了銅在高溫構(gòu)造中

23、的運(yùn)用。當(dāng)溫度超越500時(shí)，Cu的蒸汽壓比Ni的蒸汽壓大約高一個(gè)數(shù)量級(jí)。無氧銅會(huì)被氧腐蝕，并在200以上時(shí)產(chǎn)生銹斑。它也會(huì)被含氧的酸腐蝕。另外，汞和汞蒸氣對Cu也有很強(qiáng)的作用，因此銅普通不運(yùn)用在用水銀作為任務(wù)介質(zhì)的場所。n 對銅進(jìn)展蒸鍍時(shí)，建議采用螺旋狀鎢絲或鎢、鉬、鉭蒸發(fā)舟作為電阻加熱蒸發(fā)源。電子書加熱雖能運(yùn)用，但是由于銅的導(dǎo)熱性很好，因此很難維持蒸發(fā)溫度的恒定。銅對陶瓷和玻璃的附著力較差，因此需求在陶瓷和玻璃基片上鍍制銅時(shí)，最好如今基片上堆積一薄層鉻或鈦膜作為底膜。n3、鋁Aln 鋁是一種分量輕、延展性相當(dāng)好的金屬。由于鋁易于壓制成形，且其導(dǎo)電導(dǎo)熱性能好稍次于銅，又是非磁性資料，故常用作真

24、空室內(nèi)的輕型支架，放電電極，分散泵的噴嘴、導(dǎo)流管、擋油障板、分子泵中的葉片及耐腐蝕鍍層等。n 由于鋁本身很軟，抗拉強(qiáng)度低，易于被壓軋和彎曲，因此可用作密封墊片資料。鋁是一種低熔點(diǎn)金屬，他的機(jī)械強(qiáng)度在200左右時(shí)迅速下降，而且鋁的蒸汽壓相對較高，因此只能用在300一下的烘烤真空系統(tǒng)中。但是鋁在該溫度范圍內(nèi)，對H2的溶解度很低。鋁難以進(jìn)展普通熔焊和釬焊，普通焊接鋁要求特殊的條件如真空釬焊。n在蒸發(fā)溫度時(shí)，鋁為一種高度流動(dòng)的液體。他對于難溶資料極易相潤濕，同時(shí)可分散滲入到難容資料的微孔中，并能與難熔金屬構(gòu)成低熔點(diǎn)合金。融化的鋁在真空中的化學(xué)活潑型依然很強(qiáng)，在高溫時(shí)與陶瓷資料也能產(chǎn)生化學(xué)反響，目前蒸鍍

25、鋁時(shí)多采用鎢絲或鉬絲加熱式蒸發(fā)源，蒸發(fā)大量的鋁時(shí)可采用延續(xù)式送絲機(jī)構(gòu)或感應(yīng)加熱式蒸發(fā)源。n4、鈦Tin 鈦的強(qiáng)度高、分量輕，耐腐蝕，是真空工程中特別有用的金屬。鈦可以加工成形，而且沒有磁性，因此是真空運(yùn)用中理想的構(gòu)造資料，適宜用作鍍膜設(shè)備中的磁控濺射靶材、濺射離子泵的陰極等。n 鈦對活性氣體如、CO、CO2、N2、O2以及650以上的水蒸氣的吸附性很強(qiáng)，蒸發(fā)在汞壁上的新穎Ti膜構(gòu)成一個(gè)高吸附才干的外表，有著優(yōu)良的吸氣性能，幾乎能和除惰性氣體以外的一切氣體發(fā)生化學(xué)反響。這一性質(zhì)使得Ti在超高真空抽氣系統(tǒng)中作為吸氣劑而得到廣泛的運(yùn)用，如用在鈦升華泵、濺射離子泵中等。n 同鉻一樣，鈦膜的附著力很好，

26、對于陶瓷和玻璃基片也具有非常好的附著力，所以鈦可用于附著力很好，對于陶瓷和玻璃基片也具有非常好的附著力，所以鈦可用于附著力較差膜材的底膜資料。鈦也可用作薄膜電阻或薄膜電容器的制造資料。蒸發(fā)鈦可以采用鎢螺旋絲籃式電阻加熱源。此外也可以用石墨蒸發(fā)舟或電子束轟擊加熱對鈦進(jìn)展蒸鍍。n5、鋯Zrn 純鋯是一種特別活潑的金屬，可以用來作吸氣劑0，吸收氫氣、氮?dú)夂脱鯕獾牟鸥奢^強(qiáng)，他特別對氫氣及氫的同位素氘、氚等有較強(qiáng)的吸附才干。n Zr的中子截面很小，因此可用作中子窗。Zr的二次電子發(fā)射產(chǎn)額低，可以將它鍍在其他的基體資料上來利用Zr的這一特性。由于Zr的外表上有一層氧化膜，故有良好的抗腐蝕性。Zr對HCl、

27、HNO3、H3PO4以及堿都具有穩(wěn)定性，但能被熱的濃H2SO4和王水腐蝕。n Zr的氧化物ZrH2也可用作吸氣劑。它具有不宜氧化的優(yōu)點(diǎn)，并且在真空中加熱會(huì)分解，留下清潔的活性Zr外表。ZrH2還可以用在陶瓷-金屬封接中。n6、鉻Crn 鉻在1900時(shí)溶化，但在7下其蒸氣即可到達(dá)1Pa，因此鉻不用溶解即可蒸發(fā)。由于鉻對于各種資料的附著力都很好，特別是鉻對于玻璃或陶瓷等基片的附著力比其他金屬鍍膜資料都好與鈦類似，所以鉻可以作為附著力較差的其他鍍膜資料的附著劑。n 鍍制鉻膜可采用真空蒸發(fā)和真空濺射方法。濺射所用的鉻靶資料多采用粉末冶金方法制成，普通面積較小。如需求大面積的濺射靶材如大型矩形平面磁控濺

28、射靶，那么需求多塊較小面積的鉻靶鑲拼而成。蒸鍍所用的鉻材外形多為片狀或顆粒狀，故可采用加熱舟或籃式加熱絲進(jìn)展蒸發(fā)。由于鉻的蒸發(fā)溫度較高，所用蒸發(fā)加熱源資料多項(xiàng)選擇用鎢。也可將鉻事先電鍍在鎢螺旋加熱絲上，這一方法可提高加熱接觸面積，擴(kuò)展蒸發(fā)面積，但應(yīng)留意，鎢絲在電鍍之前應(yīng)徹底地去氣。貴重金屬n1、鉑Ptn 鉑在高溫時(shí)不與氧反響，當(dāng)T500時(shí)，鉑外表上一切的氧化物均會(huì)分解。在700以上時(shí)，氫能滲入鉑中，但其他常見氣體那么不能。鉑不受汞的腐蝕，但在高溫下能與堿、鹵素、硫、磷反響。除熱王水以外，鉑可耐普通的酸腐蝕。n 鉑的化合物可用在一些高溫釬焊合金、高溫?zé)犭娕?、坩堝和燈絲中，尤其可用在有腐蝕性氣體的

29、地方。鍍Pt的Mo柵極具有壽命長、二次電子發(fā)射率低的特性。鉑的膨脹性能是指很適宜用作玻璃-金屬密封或陶瓷-金屬密封中的封接資料。鉑細(xì)絲還可以封接在玻璃中用作高電導(dǎo)率的電極引線。在鉑中參與Ir或Ni可以提高鉑的硬度。由于鉑的價(jià)錢昂貴，所以普通只用于特殊場所。n2、鈀Pdn 鈀是一種價(jià)錢相對廉價(jià)的貴重金屬，其硬度和強(qiáng)度類似于鉑，但加工比鉑稍難一點(diǎn)。n 鈀和鉑之間可以實(shí)現(xiàn)電阻焊或釬焊。與鉑不同的是，鈀在空氣中加熱會(huì)被氧化，但在870時(shí)鈀的氧化物便分解了。鈀對H2表現(xiàn)出很高的溶解度約體積的1000倍。鈀對H2的浸透率特別高尤其在400左右時(shí)，因此可在H2過濾器和檢漏儀中運(yùn)用鈀H-Pd法檢漏。n 鈀對于

30、玻璃和陶瓷基片的附著力很差，在這兩種資料的基片上鍍制鈀膜時(shí)，運(yùn)用鉻或鈦鍍底膜以提高其附著力。蒸鍍鈀可采用鎢螺旋絲電阻加熱源，鎢能與鎢合金化，使鎢絲腐蝕。也可運(yùn)用氧化鈹和氧化鋁坩堝，用電子束轟擊法蒸鍍鈀。n3、金Aun 金是一種延展性和可鍛性都特別好的金屬，而且還是極好的導(dǎo)電體。他對氣體尤其是氧氣的化學(xué)吸附性或溶解度很弱。但金能與汞齊并溶解于汞。n 金很容易焊接，并且很容易用銀進(jìn)展本身焊接。金可用作玻璃-金屬封接的鍍層和玻璃外表用于電接觸的鍍層，也可用作某些釬焊合金的成分?？梢院苋菀椎亟?jīng)過蒸發(fā)金的方法給玻璃鍍膜或獲得金薄膜。金有時(shí)也用作超高真空烘烤系統(tǒng)的密封墊片資料。n 與鈀類似，金對于玻璃和陶

31、瓷基片的附著力很差，在這兩種資料上鍍制金膜時(shí)，常采用鉻或鈦?zhàn)龅啄ぁＵ翦兘鹂刹捎面u或鉬的螺旋絲或籃式電阻加熱器，金能潤溫鎢、鉬和鉭，但是他對鉭的腐蝕比前兩者為強(qiáng)。與銅一樣，用電子束轟擊法蒸鍍時(shí)，其蒸發(fā)溫度難以堅(jiān)持?？刹捎脼R射方法鍍制金膜。n4、銀Agn 銀與金一樣，常用作可烘烤超高真空系統(tǒng)的閥座或閥口上的密封墊片或鍍層。n 與金不同的是，銀對O2的溶解度很高，因此應(yīng)防止在含氧的氣氛中對銀加熱或退火。另外，氧在加熱的銀中分散得快，因此好像純真的氫氣經(jīng)過鈀的方式一樣，利用這一性質(zhì)可以用銀作為氧的選擇性過濾器。銀還可用作釬焊料和硬焊料以及銅電極、金屬化玻璃和電觸點(diǎn)的鍍層。有時(shí)為了添加強(qiáng)度，也可采用銀合

32、金，如觸電銀Ag/Cu,91/9或貨幣銀Ag/Cu,95/5。軟金屬n1、銦Inn 銦是一種特別軟，低熔點(diǎn)的金屬，它的蒸汽壓很低。銦不能進(jìn)展硬加工，只能在低于其熔點(diǎn)156下運(yùn)用如用作密封墊片。銦在熔點(diǎn)溫度以上時(shí)，雖不氧化，但會(huì)遭到大多數(shù)酸的腐蝕。n 銦可與汞很快構(gòu)成汞齊，還能與很多金屬構(gòu)成合金。這些合金廣泛用于低電阻率接觸點(diǎn)、導(dǎo)電薄膜如用In-Sn合金制造的ITO薄膜、焊料、傳感器觸電、玻璃-金屬封接1：1的In-Sn可以與玻璃和云母構(gòu)成很好的浸潤性以及密封墊片資料。時(shí)n2、鎵Gan 鎵的熔點(diǎn)很低，在30時(shí)溶化，但是鎵的蒸汽壓相當(dāng)?shù)?，因此可用過液體密封資料。而且由于鎵在2400時(shí)仍為液體，所以

33、可在高溫溫度計(jì)中運(yùn)用。n 鎵可用作大多數(shù)金屬之間的密封，而且稍一加熱此密封便很容易拆掉。由于鎵可與很多金屬構(gòu)成合金，所以常用來與其他低蒸汽壓金屬構(gòu)成合金。如In-Ga和In-Ga-Sn低共熔合金在室溫下就能溶化，它們是很多金屬和玻璃的優(yōu)良潤濕劑，而且不會(huì)呵斥腐蝕，因此可用在閥門、動(dòng)密封、液體密封應(yīng)加防塵罩和熱偶計(jì)的銜接低接觸電阻、良導(dǎo)熱觸點(diǎn)上，在運(yùn)用中應(yīng)留意的是，鎵的傳熱和導(dǎo)電的各相異性相當(dāng)突出。難熔金屬n1、鎢Wn 鎢在常用的難溶資料中熔點(diǎn)最高，而相應(yīng)的蒸汽壓最低。同一切難熔金屬一樣，鎢是有粉末壓實(shí)燒結(jié)、成形和退火制成的。鎢是一種很硬、很穩(wěn)定的元素，但比較脆。鎢沒有磁性，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。大多

34、數(shù)的酸和堿對鎢只需細(xì)微的作用，而氫氣、水火烯酸對鎢根本沒有作用。鎢只能被熱的王水和1:1的HF與HNO3的混合液所腐蝕。n 鎢在900以下的空氣中氧化甚微，但是在高溫下，在含有氧氣或其他氧化氣體的大氣中，鎢會(huì)迅速氧化并構(gòu)成WO3，因此鎢在真空中的運(yùn)用溫度為2300為宜。鎢在氫氣中的運(yùn)用溫度可達(dá)2500，而在惰性氣體中的運(yùn)用溫度為不大于2600。當(dāng)運(yùn)用溫度過高時(shí)，將使鎢產(chǎn)生再結(jié)晶景象，從而構(gòu)成大晶粒而產(chǎn)生脆化，使鎢的機(jī)械強(qiáng)度減弱。n 由于鎢的硬度和熔點(diǎn)高，因此加工與成形較困難，但片狀或絲狀鎢的焊接很容易。鎢可用作X射線管的陰極、彈簧元件、高溫?zé)犭娕肌t子的蒸發(fā)皿以及焊接電極。這些都利用了鎢的穩(wěn)定

35、性和高熔點(diǎn)。鎢的真空中還被大量用作蒸發(fā)加速器、燈照加熱器和電子發(fā)射燈絲的資料。鎢的電子發(fā)射率雖然相對較低逸出功相對較高，但是其具有的運(yùn)用簡便只需去氣、抗熱沖擊及離子轟擊才干強(qiáng)、熔點(diǎn)高及蒸汽壓低等特點(diǎn)彌補(bǔ)了電子發(fā)射率低的缺陷。n 當(dāng)鎢用作熱陰極燈絲時(shí)，可在鎢中參與低蒸汽壓的氧化物來延緩再結(jié)晶景象發(fā)生。實(shí)驗(yàn)構(gòu)造闡明，敷釷鎢絲的電子發(fā)射才干比鎢高得多，尤其是在較低溫度下的電子發(fā)射率較高，但是敷釷鎢絲的加熱溫度不能過高，當(dāng)溫度高于2500時(shí)，敷釷鎢絲即開場變軟變形。n2、鉬Mon 鉬是一種硬度高、無磁性、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的難熔金屬。它只是在高溫時(shí)表現(xiàn)出氧化性。鉬在真空中的運(yùn)用溫度不大于1600，在氫氣中可

36、達(dá)200，但在空氣中，當(dāng)T600時(shí)將很快構(gòu)成Mo2O3而升華。鉬只受熱的稀HCl溶液和1：1的HF與HNO3混合液的腐蝕。在室溫下，H2或枯燥的O2 對鉬沒有影響。n 鉬雖然有一點(diǎn)脆性，但比鎢易于加工?？捎脽崽幹玫姆椒ɑ騾⑴cNb3%構(gòu)成合金的方法來提高鉬的抗拉強(qiáng)度。選用適當(dāng)?shù)暮噶峡梢詫?shí)現(xiàn)Mo與Mo或Mo與W之間的釬焊，在很清潔的條件下甚至可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)焊。鉬沒有磁性，在2670下才干徹底去氣。他可以做成桿，圓筒、螺栓、螺母及加熱線圈，還可以用于硬玻璃與金屬的封接、真空電爐中的蒸發(fā)皿以及各種真空器件的電極。n3、鉭Tan 鉭是一種分量輕、強(qiáng)度高的難熔金屬。它的熔點(diǎn)很高2900、蒸汽壓很低、對多有的活

37、潑氣體包括氫在內(nèi)都具有較明顯的吸氣性能，特別是可以從剩余氣體中吸收氧。n 鉭對王水甚至沸騰的王水、鉻酸、硝酸、硫酸和鹽酸都具有非常好的抗腐蝕性，但是鉭溶于HF、氟化物溶液和草酸中。Ta與Nb、Ti、Zr一樣，和氫結(jié)合能生成氫化物，這種氫化物破壞了它的金屬性質(zhì)。甚至在低溫100下所構(gòu)成的氫化物也會(huì)使鉭產(chǎn)生嚴(yán)重的脆性。將鉭在真空中加熱到760以上時(shí)，鉭中的氫氣那么可以放出。鉭可以吸收真空系統(tǒng)中除惰性氣體外的大多數(shù)殘留氣體，特別是在高溫7001200下更是如此。因此，在任務(wù)之前，對吸氣闡明在高真空下進(jìn)展去氣處置是很重要的。n 鉭是一種好的電子發(fā)射體。在HCD離子鍍膜設(shè)備中常用鉭制造空心熱陰極槍來產(chǎn)生

38、電子束。用機(jī)械方法或電方法添加外表粗糙度可大幅度地提高鉭的電子發(fā)射率。鉭還可用作吸氣劑、坩堝和高真空、高溫條件下的蒸發(fā)器。與鉻相仿，鉭對陶瓷或玻璃基片的附著強(qiáng)度良好。n4、鈮Nbn 鈮是一種強(qiáng)度相當(dāng)大而比重小的難熔金屬，可用作真空構(gòu)造方面的資料。目前，Nb主要用作其他難熔金屬的釬焊資料或用作吸氣劑。n 鈮無磁性，在1070下真空退火后壁Ta更容易加工。Nb的熔點(diǎn)低于Ta，蒸汽壓卻高于Ta。因此，雖然它的逸出功在一切難熔金屬中最小，卻很少用作熱電子發(fā)射體。鈮常被做成片狀，以便于點(diǎn)焊或電子束焊接。鈮也可以少量地添加到某些不銹鋼中，以阻止不銹鋼中的碳呵斥晶粒間的腐蝕。n 鈮對氧的親和力很強(qiáng)。在較高溫

39、度下，除惰性氣體外，鈮幾乎對一切氣體的親和力都很強(qiáng)，因此它可以被用作吸氣劑，尤其是作為高溫吸氣劑運(yùn)用，鈮等難熔金屬也可用作真空設(shè)備中加熱安裝的電熱體和隔熱屏。n汞Hgn 汞是一種重金屬，在室溫下呈液態(tài)。汞的導(dǎo)電性能很好，膨脹系數(shù)變化很小，外表張力大，但蒸汽壓比較高，可用作多種開關(guān)、溫度計(jì)、壓力機(jī)如麥?zhǔn)接?jì)和液態(tài)密封資料n 汞在空氣中的蒸發(fā)速率很高室溫下為10-4g-2.s-1能細(xì)微地氧化，而且汞蒸汽又有毒，因此汞應(yīng)在密閉的環(huán)境中運(yùn)用。汞不受枯燥無硫空氣的影響，化學(xué)性質(zhì)非常類似于貴重金屬。汞能與多數(shù)金屬構(gòu)成汞齊，因此除不銹鋼和其他鋼外的金屬都不能做盛汞的容器。合金資料n1、可伐合金n 可伐Kova

40、r是一種鐵鎳鈷合金，它是在玻璃-金屬密封封接中最常用的合金。它的膨脹系數(shù)與幾種硬質(zhì)玻璃、陶瓷相匹配。可伐玻璃密封可以烘烤到460.典型可伐合金含有53%Fe、29%Ni、17%Co、小于0.5%Mn、0.2%Si和總量小于0.25%Al、Mg、Zr和Ti。n 可伐中的鈷在合金加熱時(shí)能構(gòu)成宜溶化的氧化物，有利于在金屬上涂覆玻璃或陶瓷。可伐可以用軟焊料或硬焊料進(jìn)展釬焊和熔焊，經(jīng)過退火后亦可進(jìn)展模壓成形或切削加工。在真空技術(shù)中常用的焊接方法是在H2爐中用銅釬焊。n 可伐雖然有很好的抗腐蝕性，但仍不如不銹鋼，因此應(yīng)放在枯燥的地方儲(chǔ)存?？煞ヅc汞及汞蒸氣都不發(fā)生反響?？煞ズ辖鹪?53其居里點(diǎn)一下具有鐵磁性

41、，其磁化率是磁場的函數(shù)，當(dāng)磁場增至7000G時(shí)，磁化率到達(dá)最大值3700G-1，然后又降下來。n2、青銅n 青銅92%93.5%Cu，其他為Sn和磷青銅含有微量的P中的Cu和Sn蒸汽壓低、真空氣密性好，某些情況下可以用于真空設(shè)備的鑄造構(gòu)造中。由于青銅的機(jī)械強(qiáng)度較大，因此多用不含錫和鋅的鋁青銅或鈹青銅制造真空設(shè)備中所用的彈性元件、波紋管、電觸點(diǎn)和渦輪等。然而，對于含Zn的青銅，不能用于需求加工的真空設(shè)備和系統(tǒng)中。n3、黃銅n 黃銅含66%95%Cu，其他為Zn。黃銅具有較高的塑性，在機(jī)械加工和壓力加工上下可制成外形復(fù)雜的零件。但由于含鋅量高，而Zn的蒸汽壓高，在加熱時(shí)會(huì)放氣影響真空，污染真空設(shè)備

42、，因此其運(yùn)用溫度普通不超越150，所以黃銅不能用于烘烤的真空系統(tǒng)和超高真空系統(tǒng)中。普通，黃銅僅用在不需求去氣的可裝配的低真空系統(tǒng)中做機(jī)構(gòu)件。三、非金屬資料n1、玻璃n2、陶瓷n3、塑料n4、炭石墨及炭纖維制品n5、橡膠資料n6、輔助密封資料n7、吸氣劑及吸附劑非金屬資料n 真空系統(tǒng)中常用的非金屬資料主要有密封資料和絕緣資料兩類。n1、玻璃n 玻璃主要用于制造玻璃真空系統(tǒng)玻璃分散泵、閥、管道等、金屬系統(tǒng)的察看窗，容器及規(guī)管外殼、高壓電極絕緣體等。n真空技術(shù)中用玻璃的特點(diǎn)n 用玻璃制造真空容器的優(yōu)點(diǎn)很多，如本錢低、便于制造、透明、化學(xué)穩(wěn)定性和絕緣性都好，以及透氣率低等。n 普通玻璃不僅比可用于高真

43、空的多數(shù)其他資料廉價(jià)，而且制造，還省去了金屬系統(tǒng)所必需的焊接、機(jī)械加工或卷曲等加工工序。對多數(shù)小型玻璃真空系統(tǒng)，都可容易的經(jīng)過簡單的吹玻璃工藝制成。n 玻璃因其具有良好的電絕緣性，因此可用于高電壓的電引線。玻璃對多數(shù)輻照的透明性，使人們可以方便地察看真空系統(tǒng)中的實(shí)驗(yàn)。由于玻璃的透明性及絕緣性而得到的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，很容易用高頻火花檢漏儀對玻璃系統(tǒng)檢漏。n 玻璃用作真空系統(tǒng)的主要缺陷是：其抗沖擊強(qiáng)度低，抗拉強(qiáng)度低。因此，玻璃真空系統(tǒng)的體積普通比較小。玻璃的分類n大體上可把玻璃分為兩類：一類是軟玻璃，其線膨脹系數(shù)在7010-7mm/(mm.)；一類是硬玻璃其。普通可根據(jù)軟玻璃的任務(wù)溫度比硬玻璃的低，

44、來區(qū)分它們。n另外不同氧化物與二氧化硅的交融，可以制成不同特性的玻璃，分類如下：n1鉛玻璃n2鈉鈣玻璃n3硼硅玻璃n4石英玻璃真空系統(tǒng)對玻璃物理性能的要求n1黏度n2線膨脹系數(shù)與抗熱沖擊性能n3熱導(dǎo)率n4電阻率n5電擊穿強(qiáng)度玻璃的浸透率與放氣n1玻璃的浸透率。n 在室溫下，根本上可以忽略氣體對玻璃的浸透，除了H2和He之外，實(shí)踐上玻璃對其他一切的氣體都不浸透。這也是思索選用玻璃做真空系統(tǒng)，尤其是外形復(fù)雜的系統(tǒng)的器壁資料的要素之一。n 氣體分子的直徑對浸透量的影響很大，He分子直徑最小，因此浸透量最大，而Ar、N2 和O2的分子直徑較大，對玻璃根本上不能浸透。n 實(shí)驗(yàn)證明：由于He分子極小，故在

45、室溫下He能滲入玻璃，其浸透率的值隨著溫度升高按指數(shù)規(guī)律增大。n 氫對玻璃的浸透率遠(yuǎn)小于氦，因此氦氣是超高真空系統(tǒng)內(nèi)主要的殘留其他。玻璃的成分組成對氦的浸透影響非常大，不同種類的玻璃，其氦的浸透系數(shù)會(huì)有很大差別。氦對石英玻璃的浸透率最大，對硼硅硬玻璃的浸透較少，而對鈉鈣軟玻璃的浸透最少，因此鋁硅軟玻璃最適于用來制造超高玻璃真空系統(tǒng)，只需用某些特殊玻璃如鋁硅酸鹽玻璃，才干獲得高于10-10Pa的真空度。n2玻璃的放氣與除氣n 雖然玻璃本身富有的蒸汽壓極低10-1310-23Pa但在制備玻璃過程中，氣體被捕獲于玻璃內(nèi)部稱為合成產(chǎn)物。這些氣體大多由H2O、CO、CO2 和O2組成。玻璃的放氣氣源除了

46、溶解于玻璃內(nèi)的氣體外，還被吸附在玻璃的外表上，吸附的主要成分也是水汽。玻璃有一特殊的外表層，水汽的分散系數(shù)在表層比內(nèi)部大得多。玻璃的常溫放氣主要來自表層，如用HF酸腐蝕掉該表層，放氣量可大大減少。當(dāng)玻璃外表生成水化物時(shí)，會(huì)破壞玻璃邊境的密封性能。尤其是玻璃處于蒸汽中時(shí)，其硅膠外表呈海綿狀，大量的水蒸氣吸附在其中。n 溶解和吸附的氣體是高真空玻璃系統(tǒng)的放氣來源，未經(jīng)烘烤的硼硅玻璃系統(tǒng)的放氣流量可達(dá)10-5Pa.m3/(s.m2)。經(jīng)真空烘烤除氣后可以大大減少常溫放氣量，因此在高真空中運(yùn)用的玻璃至少在其最高溫度濕度下徹底地去氣。2、陶瓷n 陶瓷廣泛的用在真空技術(shù)領(lǐng)域中，如用在電氣絕緣體，小型支撐構(gòu)

47、造等，尤其是用在很高的任務(wù)溫度下。多數(shù)陶瓷硬而脆、強(qiáng)度高、抗熱震性好，能接受高溫和高場強(qiáng)。陶瓷的組織構(gòu)造穩(wěn)定，不宜氧化，對酸、堿、鹽的腐蝕也有很好的抗力。另外，陶瓷警惕中沒有自在電子，普通具有很好的絕緣性。某些陶瓷具有特殊的光學(xué)性能，如用作固體激光資料、光導(dǎo)纖維、光儲(chǔ)存資料等。n 在真空工程中，陶瓷能與可伐合金封接成強(qiáng)度高，到達(dá)超高真空密封的真空零件。由于大多數(shù)的陶瓷都是在粉末燒結(jié)形狀模制成形，然后在焙燒除去結(jié)晶水。普通陶瓷在燒好以后，硬度極高，除了采用昂貴的研磨方法或金剛石和超聲波的加工方法以外，幾乎不能不能進(jìn)展機(jī)械加工。但新近出現(xiàn)了一種可進(jìn)展機(jī)械加工的新型玻璃-陶瓷，在真空領(lǐng)域中得到廣泛的

48、運(yùn)用。真空中常用的陶瓷n 真空工程中所用的陶瓷根本上有三類：硅酸鹽陶瓷、氧化物陶瓷及特殊種類的氮化物、硼化物、可加工陶瓷等。n 真空技術(shù)中最常用的機(jī)組硅酸陶瓷是：硬瓷、鎂-鋁硅酸鹽、無堿鋁陶瓷和鋯石陶瓷?？蓹C(jī)械加工的陶瓷n1麥考Macor。麥考是一種新型的可機(jī)械加工的玻璃陶瓷n2拉瓦Lavasn3氮化硼B(yǎng)N塑料n1、聚四氟乙烯n 聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物，為白色或灰白色的物質(zhì)。它是在高壓下由三氯甲烷與氫氟酸聚合制成四氟乙烯粉末，在370時(shí)，將得到的聚四氟乙烯粉末裝模、燒結(jié)，產(chǎn)生一種堅(jiān)韌的、非熱塑性的樹脂。聚四氟乙烯雖大多是結(jié)晶體，但卻沒有熔點(diǎn)。它的塑形隨溫度升高而添加，而力學(xué)性能那么急劇變

49、壞。在溫度高于327時(shí)，轉(zhuǎn)變?yōu)榉橇鲃?dòng)無定形的膠狀物，在高于400時(shí)，聚四氟乙烯分解，放出有毒的揮發(fā)性氟化物氣體。它的低溫性能也很好，溫度低于-80時(shí)人能堅(jiān)持其韌性。n 聚四氟乙烯具有優(yōu)良的真空性能。它的浸透率很低，它在室溫下的蒸汽壓喝放氣率都很低，比橡膠和其他塑料都要好。其25時(shí)的蒸汽壓為10-4Pa，350時(shí)為410-3Pa。n 與其本身或鋼之間的摩擦系數(shù)很低，對鋼的摩擦系數(shù)為0.020.1.可用作無油軸承資料，也可用于真空動(dòng)密封。其彈性和緊縮性不如橡膠，而且在高負(fù)荷時(shí)趨于流動(dòng)，甚至破裂。當(dāng)加載高于3MPa時(shí)，產(chǎn)生剩余變形，加載到20MPa左右時(shí)，會(huì)被壓碎。因此它普通用作帶槽法蘭的墊片資料，

50、而且負(fù)荷不超越3.5MPa。n 其具有良好的電絕緣性能?；瘜W(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定。且能用普通的刀具進(jìn)展高速切削加工。n 在正空技術(shù)中，聚四氟乙烯可用作密封墊片，永久或挪動(dòng)的引入安裝的密封。絕緣元件和低摩擦的運(yùn)動(dòng)元件等。聚四氟乙烯的運(yùn)用溫度范圍為-80200，其最高任務(wù)溫度可到達(dá)250n2、聚乙烯和聚丙烯n 它們分別是依稀和丙烯的熱塑高分子聚合物。它們的特點(diǎn)是：性能穩(wěn)定。在室溫下幾乎不受化學(xué)腐蝕。只是在溫度較高時(shí)，才會(huì)遭到氣體或酸的氧化。但是在紫外線的照射下會(huì)添加這種氧化效應(yīng)。鹵素或有機(jī)酸可以分散透過這些熱塑性資料或者被它們吸收，而且一些碳?xì)浠衔锟梢砸鹚鼈児拿?。所以，雖然聚乙烯和聚丙烯的蒸汽壓在10

51、-7Pa范圍內(nèi)，但是由于它們的強(qiáng)度和任務(wù)溫度的限制，使得這些資料在真空技術(shù)中的運(yùn)用遭到很大的限制。炭石墨及炭纖維制品n1、炭石墨n 真空技術(shù)中常用的炭是人工石墨。石墨的熔點(diǎn)高、蒸汽壓低、熱導(dǎo)率高、導(dǎo)電性好、電子發(fā)射的溢出功高、熱發(fā)射率高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、剛度大、吸氣性好喝價(jià)錢廉價(jià)。因此石墨可用作真空爐的加熱器、鍍膜機(jī)熔煉用的坩堝缺陷是熔融物會(huì)產(chǎn)生炭污染、金屬鍍膜中的熱屏蔽罩，以及電弧焊爐中的電極。炭還可以用于提高熱發(fā)射率，同時(shí)抑制了二次電子的發(fā)射，如鎳涂覆炭。炭的主要缺陷是強(qiáng)度低、含氣量大、去氣困難、機(jī)械加工性差、焊接困難。n2、炭石墨纖維n 炭纖維在真空技術(shù)中，主要用于加熱安裝的電熱體，絕熱層

52、和防腐耐熱的環(huán)境中。它有著優(yōu)良的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性質(zhì)。其纖維是一種比蜘蛛絲還細(xì)，比鋁還輕，比不銹鋼還耐腐蝕，比耐熱鋼還耐高溫，又能像銅那樣導(dǎo)電的新資料。n 炭纖維的任務(wù)溫度可達(dá)-1803300，即使從3000冷卻到室溫也不炸裂。其織品是真空電爐中頗具優(yōu)勢的好資料。假設(shè)將炭纖維加熱到2000300,并讓其受張力作用，即可成為含碳量大于99%的石墨纖維。其性能比炭纖維更佳。根據(jù)需求可織成布、帶、管、繩等，與鎢、鉬、碳棒相比，輻射率高，發(fā)射率為鎢的2倍，輻射面積大，熱慣性小，導(dǎo)電率高，密度小，在高溫下不變形、熔點(diǎn)極高，易成形。其另一特點(diǎn)是受熱時(shí)，在軸向是熱脹冷縮，而且其線膨脹系數(shù)很低，比普通鋼小幾十

53、倍，實(shí)踐上近乎為零。n3、炭纖維-樹脂復(fù)合資料炭纖維加強(qiáng)塑料n 是以樹脂為基體，用炭纖維加強(qiáng)的一種新型復(fù)合資料。作為集體資料的樹脂，目前以環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和聚四氟乙烯樹脂運(yùn)用最廣。作為加強(qiáng)資料，與玻璃纖維等加強(qiáng)資料相比，炭纖維具有高強(qiáng)度、高模量、。斷裂伸長小等特點(diǎn)。高強(qiáng)度炭纖維拉伸強(qiáng)度可達(dá)3500MPa，而斷裂伸長率為1%，并在2000以上高溫，其強(qiáng)度和彈性模量堅(jiān)持不變。n 炭纖維加強(qiáng)塑料還具有很高的比強(qiáng)度和比模量、抗疲勞、吸振、抗蠕變、熱脹系數(shù)小、熱導(dǎo)率大和耐水性好等特點(diǎn)。炭纖維加強(qiáng)塑料在真空工程中可用于制造軸承、密封圈、墊、齒輪等零件、具有耐磨、耐腐蝕、耐熱、無需光滑等特點(diǎn)。橡膠資料n橡

54、膠大體可分為以下兩類：由天然乳膠制成的硫化橡膠、合成橡膠包括丁基、氯丁、丁晴橡膠以及硅酮橡膠、氟橡膠等n1、天然橡膠n 是由天然橡膠制成的。通常是在橡膠中參與填料和添加劑并使之硬化和硫化而成。這種橡膠外表呈多孔狀，放氣量大通常是氫氣、碳?xì)浠衔镆约耙讚]發(fā)的氣體。它在室溫下的蒸汽壓很高，它對大多數(shù)的氣體特別是H2和CO2的浸透率也很高。天然橡膠的力學(xué)性能和電性能在很大程度上取決于制備過程。n 在真空技術(shù)中，軟橡膠只限用于任務(wù)在室溫或接近室溫的延續(xù)抽空的粗、低真空系統(tǒng)。常用作墊片和膠管。n2、合成橡膠n 按性能可分為普通。耐油。耐熱幾種。其放氣率和透氣率顯著低于普通軟橡膠n 包括氯丁橡膠、氟橡膠。

55、硅酮橡膠。硅橡膠等真空密封橡膠的選擇n影響真空密封的幾個(gè)主要要素：n1耐熱性n2耐緊縮變形性n3漏氣率n4氣透性n5出氣率n6橡膠的升華n 在高真空系統(tǒng)中，橡膠密封元件對真空系統(tǒng)極限壓力的主要影響要素是資料的漏氣率和出氣率輔助密封資料n1、真空封蠟n 是由瀝青、蟲膠、蜂膠等有機(jī)物制成的，用于可裝配但不可動(dòng)處的接頭處密封或填封小漏孔等。真空封蠟的軟化溫度為50100，運(yùn)用時(shí)加熱軟化涂于漏處，其飽和蒸汽壓在1.310-4Pa一下。商品封蠟有20號(hào)、50號(hào)、80號(hào)幾種，標(biāo)號(hào)越大其黏度越大n2、真空封脂n 主要用于真空系統(tǒng)的磨口、活栓及活動(dòng)銜接處的密封盒光滑，是一種脂膏狀物質(zhì)。普通真空脂的任務(wù)溫度較低

56、，真空脂的運(yùn)用溫度范圍是由其黏度決議的。黏度也會(huì)真空脂的一個(gè)很重要的參數(shù)。油脂的黏度普通不應(yīng)太大，以堅(jiān)持密封件能自在運(yùn)動(dòng)。但假設(shè)黏度過低，又會(huì)呵斥油脂在外界大氣壓力的作用下而漏進(jìn)真空系統(tǒng)中，所以真空脂的選用應(yīng)按照運(yùn)用場所。任務(wù)溫度等情況綜合思索。在運(yùn)用時(shí)油脂應(yīng)涂得少兒勻，以免污染系統(tǒng)n3、真空封泥n 是由高黏度低蒸汽壓的石蠟與高嶺土為主要原料混合而成的一種油泥。其可塑性好，易成形。其飽和蒸汽壓不大于6.610-2Pa，運(yùn)用溫度在35以下。適用于低真空系統(tǒng)略有真空且經(jīng)常裝配的部件，或暫時(shí)密封用。真空封泥對金屬盒非金屬均有很好的附著力。n4、真空漆n 其飽和蒸汽壓較低約110-4Pa，在枯燥和硬化

57、后能接受200以下的溫度，同時(shí)還具有良好的抗腐蝕才干。真空漆可刷涂或噴涂于零件外表及焊縫的微小漏風(fēng)處，用來堵漏或防止H2滲入金屬器壁中。運(yùn)用中應(yīng)留意的是，不能再系統(tǒng)處于真空形狀時(shí)進(jìn)展漆的涂刷，以免被大氣壓乳系統(tǒng)中。吸氣劑和吸附劑n1、吸氣劑n 大量運(yùn)用于真空電子器件中，它對器件的性能及運(yùn)用壽命有重要的影響：1在器件的排氣封離后和老煉過程中消除剩余的和重新釋放的氣體；2在器件的儲(chǔ)存和任務(wù)期間維持一定的真空度；3吸收器件在任務(wù)中所釋放的氣體。由于吸氣劑在電真空器件放氣、漏氣時(shí)吸收氣體，為器件發(fā)明了良好的任務(wù)環(huán)境，因此大大延伸了器件的壽命，穩(wěn)定了器件的特性參量。另外，吸氣劑的用途在不斷擴(kuò)展，如用于太

58、陽能集熱管等真空器件和制成各類吸氣劑泵，運(yùn)用到科研及工業(yè)中去。n在真空中所以用的吸氣劑普通分蒸散型和非蒸散型兩類，后者又開展制成吸氣劑泵nA 蒸散型吸氣泵n 也稱為分散型或散燒型，主要用于電真空器件和微小真空容器的真空堅(jiān)持。蒸散型吸氣劑主要由鈣、鎂、鍶、鋇等IIA族元素及其合金組成，其中以鋇類吸氣劑用的最多。目前常用的主要由鋇鋁合金吸氣劑，用于顯像管等器件中的吸氣劑n 蒸散型吸氣劑又可分為：吸熱劑吸氣劑和放熱型吸氣劑。n 吸熱型吸氣劑對溫度的依存性強(qiáng)，蒸散溫度較高普通需加熱到1040以上需求吸收大量熱才干蒸散，蒸散反復(fù)性差，因此如今已不大運(yùn)用了。n 放熱型吸氣劑抑制了吸熱型吸氣劑的缺陷，在鋇鋁

59、合金或鋇化合物中參與各種添加劑，如鎳、鐵、鈦、等粉末。這樣，在吸氣劑激活蒸散時(shí)放出大量的熱，降低了蒸散吸氣劑的溫度，蒸散反復(fù)性好。目前主要包括：鋇釷吸氣劑、鋇鈦吸氣劑、鋇鋁鎳吸氣劑n蒸散型吸氣劑存在如下缺陷，使得他的應(yīng)器具有局限性：1高電壓器件不適用；2由于Ba膜會(huì)與汞及鹵素反響構(gòu)成汞齊等化合物，使Ba膜活性破壞，因此，充有汞、氮或鹵素的器件不易采用蒸散型吸氣劑3怕漏電和怕引入寄生電容的器件以及任務(wù)溫度高的器件等均不能用蒸散型吸氣劑；4器件體積小，無適宜的蒸散沉膜外表或缺失堆積Ba膜的足夠空間的器件；5忌諱Ba膜引起遮光效應(yīng)的器件，如照明燈泡等。nB非蒸散型吸氣劑n是體積型的吸氣劑圖層型，主要

60、由IVB族過渡元素鋯、鈦、釷、鉬等及合金組成。它們又分為單質(zhì)體積型、合金體積型、大比外表機(jī)型3種。適于運(yùn)用在不能運(yùn)用蒸散型鋇膜吸氣劑的場所n 單質(zhì)型包括鋯、鈦、鉭等物質(zhì)，把它們做成線。挑糞狀放于器件的柵、陽極等處高溫吸氣普通任務(wù)溫度為600但是在低溫下它們不吸氣.n合金型包括鋯鋁、鋯硅、鋯鎳、鋯石墨、鋯鈦等吸氣劑，它們具有體效應(yīng)吸氣特性。n吸附劑n吸附劑與吸氣劑相反，它是在低溫下具有良好的吸氣性能，溫度升高時(shí)要解吸放氣。這類吸附劑常用于冷吸附泵、阱用物理吸附劑。常用的有：活性炭、活性氧化鋁、硅膠、分子篩等。nA分子篩n 是一種人工合成的吸附劑，其原粉普通為白色晶體粉末。其粒度范圍為110um。