Bij algemene vacuümapparatuur is het vrijkomen van materiaal de belangrijkste gasbron in devacuüm systeem. Het doel van vacuümontgassen is daarom om zoveel mogelijk onzuiverheden te verwijderen en het gasgehalte in het materiaal te verminderen.
De oplosbaarheid van gassen in metalen is een functie van de omgevingsdruk en temperatuur. Er zijn twee soorten veranderingen in de oplosbaarheid met de temperatuur: veranderingen die endotherme effecten vertonen tijdens het oplossen, en veranderingen die toenemen met de temperatuur; Het geeft warmte af tijdens het oplossen, en de oplosbaarheid neemt af bij toenemende temperatuur.
Het oplossen van gassen in metalen is een omkeerbaar proces. Wanneer metaal wordt blootgesteld aan een vacuümomgeving, wordt de oorspronkelijke dynamische evenwichtstoestand verstoord en heeft het gas de neiging op te lossen. Het proces van opgelost gas wordt ook bepaald door de diffusiesnelheid van onzuiverheden. Vanwege de lage diffusiesnelheid van onzuiverheden en de dikte van het metaal kan het ongeveer worden behandeld als het diffusiegas van een oneindig dikke vaste stof.
Voor gevallen waarin de oplosbaarheid toeneemt met de temperatuur, heeft het verhogen van de ontgassingstemperatuur weinig effect op de ontgassingsefficiëntie. Hoewel de concentratie van gas in het materiaal toeneemt, is de toename van de concentratie met de stijging van de temperatuur in feite zeer klein onder omstandigheden van hoog vacuüm, en tegelijkertijd versnelt de diffusie van gas, wat ook een evenwicht kan bereiken met externe omstandigheden. druk in een korte tijd. Daarom is de sleutel tot vacuümontgassen het verhogen van de werkvacuümgraad van de ontgassingsapparatuur, waarbij doorgaans de werkvacuümgraad van het materiaal tijdens het ontgassen boven 10-3Pa moet zijn.
Omdat de afgiftesnelheid temperatuurafhankelijk is, is het noodzakelijk om actuele temperatuurgegevens te gebruiken bij het ontwerpen van een vacuümsysteem. Als dergelijke gegevens ontbreken, kan een schatting worden gemaakt op basis van de waarden bij twee verschillende temperaturen. De uitlaatsnelheid varieert exponentieel, dus het uitlaatvolume is een langzaam veranderende functie van de tijd (dwz naarmate de tijd zich met een orde van grootte uitstrekt, neemt de uitlaatsnelheid langzaam af). Materialen die al zijn ontgast, kunnen na langdurige blootstelling aan de atmosfeer opnieuw worden geabsorbeerd en in hun oorspronkelijke staat worden hersteld. Als een vaak gebruikt vacuümsysteem gedurende een korte periode (bijvoorbeeld binnen 1 uur) tussen twee runs aan de atmosfeer wordt blootgesteld, kan dit overeenkomen met een uitlaattijd van 10 uur in vacuüm. Daarom moet een vacuümsysteem, om de luchtafgiftesnelheid te verminderen en de evacuatietijd te verkorten, regelmatig in een vacuümtoestand worden gehouden.
Bovendien is de gasafgiftesnelheid van materialen niet alleen gerelateerd aan de eigenschappen van het materiaal en de duur van de gasafgifte, maar ook aan het productieproces, de opslagomgeving en de voorbehandelingsmethoden van het oppervlak (zoals reinigen, bakken, gasontladingsbombardementen). , oppervlaktebehandeling, enz.) van het materiaal. Voor schone oppervlakken geldt bijvoorbeeld: hoe hoger de gladheid, hoe minder waterdamp wordt geadsorbeerd; Bakken in droge stikstof of lucht kan een dichte lichtgele oxidefilm op het oppervlak van roestvrij staal vormen, de gasuitstoot verminderen en oppervlakteverontreinigende stoffen in gas oxideren of verbranden; Bij het gebruik van organische oplosmiddelen om vet te verwijderen, kan de monolaagverontreiniging van het oppervlak niet worden verwijderd en kan deze alleen worden verwijderd door onder vacuüm te bakken. Bakken in een vacuümomgeving met een temperatuur boven de 200 graden kan bijvoorbeeld effectief waterdamp verwijderen, maar om waterstof effectief te verwijderen moet vacuümbakken worden uitgevoerd bij een temperatuur boven de 400 graden. Op basis van onderzoek naar de hoeveelheid gas die vrijkomt uit materialen is de volgende consensus bereikt:
(1) De verschillende varianten, productie- en voorbehandelingsprocessen van soortgelijke materialen hebben een aanzienlijke impact op het gasgehalte;
(2) Van de verschillende voorbehandelingsmethoden wordt het beste ontgassingseffect bereikt door het verbranden van droge waterstof envacuüm behandeling(bakken, gloeien, smelten). Een goede oppervlaktebeplating en oppervlaktecorrosie zijn ook gunstig. Het effect van chemische reiniging op het verminderen van de gasuitstoot is niet erg significant, maar de voorafgaande chemische behandeling van materialen en onderdelen kan niet worden genegeerd om verontreiniging van de waterstofoven en de vacuümcontainer tijdens verdere waterstofverbranding of vacuümontgassing te voorkomen, wat tot herverontreiniging kan leiden. van andere materialen die in de toekomst worden verwerkt.
(3) Het materiaal dat al is ontgast, kan niet rechtstreeks met de hand worden aangeraakt, anders zal het de totale hoeveelheid deflatie herstellen.
(4) Hoe dikker het materiaal, hoe lager de temperatuur en hoe langzamer het verval van de gasafgiftesnelheid. Deze situatie is in overeenstemming met de diffusiewet van Fick.
