真空設備材料要求

2012-04-26

真空設備材料要求

對真空設備殼體材料的主要要求如下:
①一定的機械強度;
②氣密性好，不應是多孔結構，不能有裂縫、小孔以及能造成漏氣的其它缺陷;
③較低的出氣速率和滲透速率;
④在工作溫度和烘烤溫度下的飽和蒸氣壓要足夠低;
⑤化學穩定性好，不易氧化和腐蝕，不與系統中的工作液休(如油、汞)起化學作用;
⑥溫度穩定性好，在一定溫度范圍內能保持其真空性能及機械強度;
⑦加工容易，有較好的焊接性能，價格便宜。
常用殼體材料有兩大類:金屬和玻璃。金屬的優點是:機械強度好;容易實現高精度的加工。玻璃的優點是:透明，便于觀察設備內部情況;電絕緣;可對內部的金屬零件用高頻加熱的方法除氣、能用高頻火花槍檢漏;加工方便等。玻璃的缺點是質脆易碎。
1.金屬及合金
金屬真空殼體材料主要有以鐵、銅、鋁為基礎的金屬及合金。如:低碳鋼、不銹鋼、無氧銅、紫銅、鋁以及覆鋁、銅、鎳的鋼或鐵材。其中不銹鋼耐銹蝕，有較低的出氣速率，是常用的優良的超高真空殼體材料。氫在鋁中的擴散速率低，故烘烤后的出氣速率低，是今后有希望發展的超高真空殼體材料。
2.玻玻和石英
玻璃的種類很多，從真空技術的角度來看，大體上可分為:石英玻璃、“硬”玻璃、“軟”玻璃三類。軟玻璃有較低的軟化溫度(490℃ -610℃)和較大的線膨脹系數(82x10-7K-1-92x10-7K-1)。硬玻璃有較高的軟化溫度(555℃一806℃)和較小的線膨脹系數(35x10-7K-1-50x10-7K-1)。石英玻璃軟化溫度高達1500℃，線膨脹系數只有5.8x10-7K-1。
由于軟玻璃價格便宜，氮滲透速率很低，所以常選作電子管的殼體材料，這類玻璃可與鉑絲、杜美絲封接。石英玻璃價格貴，氦滲透速率，只用在高溫設備和要求透過紫外光的真空設備中。硬玻璃軟化溫度適中，便于加工和烘烤除氣，耐溫差性能好，是真空技術中常用的玻璃，硬玻璃按不同的膨脹系數又可分為鎢組玻璃和鑰組玻璃。