影响真空系统设计的三个气载来源
注意事项01如何设计腔体体积的大小?——降低QVolume
Qvolume是腔体里游离的气体。其抽气方程:

P0:起始压力;P1:目标压力;V:被抽体积;S:有效抽速;t1:抽气时间;
从方程中可以看出,t1,P0和P1是已知的要求。所以,如果 V减小, S也减小(意味着可以选更小的泵,省更多的成本)。所以,满足使用需求的情况下,尽可能真空腔体的体积设计小些。
注意事项02如何降低漏率?——降低Qleak
世界上没有完全不漏物体,只要我们能够将漏率控制在一定的范围内,就可以达到我们的目标真空压力。因此,建议从以下几方面着手控制泄露:
根据需要的目标压力,选择合适材质的密封圈,可以咨询EDWARDS
保持密封圈的洁净度,包括小小的灰尘颗粒密封圈不要有划伤涉及到焊接,建议找有真空背景的焊接行家控制材料内部缺陷:不要出现气孔、夹渣、未焊透……等缺陷尽可能减少系统接头数量
如果一旦有漏,如何找漏呢?我们会在下一期为大家讲解。
注意事项03如何降低放气/脱气负载?——降低Qoutgas
材料表面吸附了约100-150层气体分子。随着压力的下降,气体分子从材料表面不断脱附出来。那么下面的问题来了。
设计系统时,什么时候需要考虑放气的气载呢?
通常情况下,压力小于0.1mbar的系统,需要考虑放气气载
哪些因素会影响这个放气的气载呢?

上面的方程是放气气载的经验方程,Qt放气气载;A放气表面积;Q1hour真空下1小时测量的放气率;n取决于材料,t抽气的时间 。
根据此方程,我们可以从以下方面着手减少放气气载。
减少放气面积之一:腔体的形状-同样的体积,不同形状,则表面积不同
减少放气面积之二:内表面光洁度越高,放气面积越小。不同处理方式,其放气率的大小,详见Fig.1。对于高真空或者超高真空腔体,通常建议电化学抛光

不同处理表面的不锈钢的放气率
减少放气面积之三:避免使用多孔材质(例如低密度的陶瓷等)
减少使用放气率高的材质——常用材料放气率情况和使用利弊如下:
不锈钢:出气率低、可焊接,耐腐蚀性能好,被广泛用在高真空和超高真空系统上
铝:水蒸气在其表面不易脱附,导致粗抽时间长,通常会在表面进行处理后使用;另外,铝合金的焊接性能不如不锈钢
铜:常用作真空管道
黄铜:含饱和蒸汽压高的Zn,不适合在高温的真空系统中使用
陶瓷:耐高温,绝缘性能好、可以铜焊等,因此也会用在高真空和超高真空腔体上。但是,选择陶瓷时,注意材质的密度等性能
电缆:避免使用放气率较大的普通电缆,建议根据所需目标压力,选择合适材质的电缆等
润滑:如果腔体涉及到移动部件,建议选用专门真空用的润滑剂等