人們很早就知道某些材料具有很強(qiáng)的吸氣能力，如活性炭等?，F(xiàn)在已進(jìn)一步了解到大多數(shù)金屬和非金屬材料或多或少都具有這種能力,，這是真空技術(shù)，特別是超高真空技術(shù)中非常重要的物理現(xiàn)象,，可為人們獲得,、提高或維持系統(tǒng)的真空度提供重要的手段。但是,，對于真空閥門設(shè)計來說,，感興趣的是這種物理現(xiàn)象的逆過程， 即放氣現(xiàn)象,，研究這種放氣現(xiàn)象對于提高真空閥,，特別是超高真空閥的產(chǎn)品質(zhì)量是極其有益的。

材料的放氣是真空閥門總漏量中的一個重要組成部分,。氣體的來源主要有：吸附于真空閥零件內(nèi)表面的氣體,；從金屬內(nèi)部擴(kuò)散出來的氣體以及金屬表面因發(fā)生某種化學(xué)反應(yīng)而釋放出來的氣體。

①不銹鋼的放氣量很小,。只及銅的1/10左右,， 與鋁相比，則僅為它的1/100左右,；

②橡膠與樹脂的放氣量比金屬材料都要高出100倍左右,，zui高的如硅橡膠則要高出1000倍以上。

放氣現(xiàn)象與溫度有關(guān),，溫度越高,，放氣速率越大。 因此用加熱方法除氣是一種十分有效的手段,，材料經(jīng)過烘烤后的放氣量要大大低于未烘烤時的放氣量,。

22.4.2蒸氣壓、蒸發(fā),、蒸發(fā)（升華）速率

物質(zhì)通常有三種不同的狀態(tài),，即氣態(tài)、液態(tài),、固態(tài),。它們依據(jù)一定條件而相互變化,，液態(tài)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)的過程稱為蒸發(fā)；固態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的過程稱為升華,。一定溫度下,，在封閉的真空空間中，液體（或固體）汽化的結(jié)果,，使空間的蒸氣密度逐漸增加,，當(dāng)達(dá)到一定蒸氣壓之后，單位時間內(nèi)脫離液體（或固體）表面的汽化分子數(shù)與從空間返回液體（或固體）表面的再凝結(jié)分子數(shù)相等,，即蒸發(fā)（或升華）速率與凝結(jié)速率達(dá)到動態(tài)平衡,，可認(rèn)為汽化停止，這時的蒸氣壓稱為該溫度下液體（或固體）的飽和蒸氣壓,。

一般來說,，在一定溫度下飽和蒸氣壓高的材料，其蒸發(fā)（或升華）速率也大,，蒸氣壓和蒸發(fā)（或升華）速率之間有如下關(guān)系：,，

W=4. 35X10—4 {（M/T）1/2

式中W——蒸發(fā)（升華）速率，g/（cm2 • s）,；

M摩爾氣體質(zhì)量,，g/mol;

T~一熱力學(xué)溫度，K; p——溫度為了時材料的飽和蒸氣壓,，Pa,。

在真空技術(shù)中，材料的蒸氣壓和蒸發(fā)（升華）速率是需要重視的參數(shù),。如真空油脂,、真空規(guī)灼熱燈絲的飽和蒸氣壓，均能成為影響極限真空度的起源,。鎘和鋅具有很高的蒸發(fā)速率,，因此不宜用作超高真空閥件的鍍層材料,，如在合金成分中,，鎘和鋅的含量很 高，這種合金也應(yīng)避免采用,。

在真空閥門設(shè)計中,，材料的冷焊是一個不可回避的問題，它可能出現(xiàn)在密封面上,、法蘭連接處以及螺紋副上,。這種冷焊的機(jī)理是，在真空情況下,，特別是在超高真空情況下,，金屬表面會失去吸氣層,，吸氣層的消失會導(dǎo)致金屬表面摩擦因數(shù)增加，這樣就有可能 造成金屬接觸表面局部或全部焊住,。例如,，如果把一塊銅試樣置于超高真空系統(tǒng)中，用幾千千克力把它拉斷,，再用50?lOOkgf使其斷開合在一起,，結(jié)果裂縫會自行消失，裂縫處的強(qiáng)度仍可達(dá)到原來強(qiáng)度的96%左右,。其他材料也有與此相似的現(xiàn)象,。實驗表明，影響冷焊現(xiàn)象的因素很多,，但主要因素是溫度,， 通常存在這樣一個溫度值，在該值以下,，冷焊就不會發(fā)生,。目前，冷焊現(xiàn)象的研究還只能依靠實驗手段,。

選用真空閥門時主要應(yīng)注意的事項如下：

①所應(yīng)用的真空區(qū)域,；

②關(guān)閉時閥門兩邊所承受的壓力差；

③閥的漏率,；

④能承受的烘烤溫度,；

⑤能承受的環(huán)境溫度；

⑥以開啟/封閉次數(shù)計的壽命,；

⑦如為超高真空金屬閥,，還需知道其允許的升溫率和降溫率。

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