小孔流导法测量材料放气率研究

2010-07-15 曾祥坡 兰州物理研究所

  本文介绍了小孔流导法测试材料放气率的原理和方法,分析了影响材料放气率测量的各种因素,讨论了测量范围,提出了改进方法。系统本底是影响测量下限的主要因素,采用双测试室测量本底的方法,可较好的解决这个问题,为材料放气率测量系统的设计提供依据。

  固体材料在大气环境下能溶解、吸附一些气体,放置于真空环境中就会因解析而放气。材料放出的气体附着于器件表面,形成污染,使器件性能降低。通过对真空系统中材料放气率的测试,可研究材料在真空环境下的放气性能。

  近几年来,许多国家对材料的放气性能进行了研究。美国、德国、日本和印度等国先后研制了一系列的测试装置,采用了不同的测量方法,并对特定材料的放气性能进行了研究。1995年,德国葛利克大学采用小孔流导法测量材料放气率,测试系统采用左右对称的结构,管道在分子流状态下流导为1.86 L/s,测量下限达到10- 13 Pa·m3/ (s·cm2)。2006 年,日本采用小孔流导法延伸测量下限,测试室采用对称的结构,估算分离规和真空室放气量。测试室与超高真空室之间有小孔,在分子流状态下流导为6.1 L/s,测量下限达到10- 13 Pa·m3/ (s·cm2)。2000 年,中国科技大学国家同步辐射实验采用上下两室的结构,中间有小孔,分子流状态下流导为2.3 L/s,测量永磁体钕铁硼材料,经过烘烤排气500 h 后放气率为3.8×10- 8 Pa·m3/(s·cm2)。

  是由于产品的研发前提不一样,外表面处里具体步骤形态各异,欧洲的测定数剧并可以完整复合中国国家对产品性能指标探析的各种需求,由于探析测定产品放气率的办法及系统兼具实际上的广泛应用交换价值。 1、小眼流导法测量方法装修材料放气率 1.1、检测的部件

  小孔流导法材料放气率测量装置原理图图1 所示,由抽气系统,温控系统,四极质谱计、冷规、分离规、高真空室、对称的两个测试室、超高真空室、小孔、超高真空角阀等组成。抽气系统由主抽分子泵、辅抽分子泵、机械泵阀门等组成。测试室采用对称的结构,通过角阀与高真空室连接,与超高真空室之间有一个小孔板。小孔的直径为8.1 mm,20℃条件下对氮气的流导约为6 L/s,超高真空室的极限真空为10- 8 Pa。

小孔流导法测量放气率示意图

1、28.冷规 2.分开规 3.四极质谱计 4、5、6、12、13、17、20、27.角阀 7.超宽进口真空环境室 8、9.孔洞 10、11.考试室 14.高进口真空环境室 15.高温板 16、18、21. 氧分子泵 19、22. 机械制造泵 23. 插板阀 24. 预治理室 25.样品盒26.传到组织机构 图1 圆孔流导法估测放气率提醒图 3、个人心得体会

  本系统采用双测试室转换气体路径的测量方法,实现了对分离规和测试室器壁吸放气量的实时测量,提高测量精度,延伸测量下限,测量范围一般为(1×10- 7~1×10- 12)Pa·m3/(s·cm2)。传送机构可以在高真空条件下取放试样,便于高真空室器壁吸放气量的测量,对测量结果进行修正,提高测量精度。

  其他废气材料也是科研材料放气耐腐蚀性的的很重要个方面。四极质谱计装有在測試办公室,灵活运用双測試室预估钢材拉伸试验放气率手段,方便于实时视频具体分析钢材拉伸试验的其他废气材料和測試室本底的材料。而且,还可不可以可根据其他废气材料的与众不同计算孔洞的流导,增加预估精准度。