Cara mengurangi outgassing dalam sistem vakum 18 Januari 2022
4 menit baca
Ada empat cara utama untuk mengurangi outgassing dalam sistem vakum Anda. Ini mencakup: pembersihan dan penanganan, perawatan permukaan, pasivasi, dan pembersihan dan pengisian ulang. Dalam blog ini, kita akan melihat lebih dekat masing-masing metode ini.
Empat cara untuk mengurangi outgassing dalam sistem vakum
Ada empat cara utama untuk mengurangi outgassing dalam sistem vakum Anda. Ini mencakup: pembersihan dan penanganan, perawatan permukaan, pasivasi, dan pembersihan dan pengisian ulang. Dalam blog ini, kita akan melihat lebih dekat masing-masing metode ini.
1. Pembersihan dan penanganan
Ini mencakup metode yang relatif sederhana yang memerlukan waktu singkat dan sebagian besar dilakukan pada masing-masing bagian secara in situ. Produk ini efektif melawan kontaminasi permukaan kotor dan halus serta dapat mengurangi laju outgassing sebesar 50% hingga 5 kali. Persiapan material yang tepat sangat penting untuk mencapai laju outgassing yang rendah dan mencapai UHV.
Secara umum, proses pembersihan melibatkan langkah-langkah berikut:
- Bersihkan kontaminan kasar seperti karat, gemuk, atau cat
- Bersihkan kontaminan halus seperti oli, pelumas pemotongan, dan spesies yang diserap seperti air
- Menghilangkan hidrogen dari material massal (sebagian besar logam)
Pembersihan ini harus diikuti dengan bakeout untuk mengurangi laju outgassing. Hal ini secara efektif mengurangi outgassing dengan menciptakan permukaan yang halus.
Penting untuk menangani item dengan hati-hati setelah persiapan material dimulai. Hal ini mencegah kontaminasi, karena set sidik jari (misalnya) dapat memakan waktu beberapa hari untuk diserap. Jangka waktu paparan kelembapan harus dibatasi sebisa mungkin.
Diagram 3: Contoh pembersihan, Pembersihan Glow Discharge-1
2. Perawatan permukaan
Perawatan permukaan mengurangi luas permukaan dengan mengurangi kekasaran; teknik yang paling umum adalah pemolesan mekanis dan elektropolesan.
Mechanical polishing sering kali merupakan salah satu perlakuan material pertama yang digunakan untuk menghilangkan kontaminan kotor, sedangkan electropolishing menggantikan lapisan permukaan amorf dengan lapisan oksida yang terurut. Elektropolesan sangat efektif terhadap hidrogen/hidrokarbon. Efek bersih dari pengurangan kekasaran permukaan ditampilkan di bawah ini dalam diagram empat.
Misalnya, untuk stainless steel dengan laju outgassing umum ~2e-7 mbar/s/cm2, elektropolesan mengurangi outgassing sebesar faktor 30.Sementara itu, pemolesan mekanis mengurangi outgassing sebesar faktor 50 dan bakeout selama 30 jam pada suhu 250°C sebesar faktor 70.000.
Diagram efek kekasaran permukaan pada outgassing
3. Passivasi
Pasivasi melalui lapisan menciptakan lapisan penghalang terhadap adsorpsi dan permeasi kontaminan. Lapisan biasanya diaplikasikan melalui CVD, PVD, atau lapisan sputter pada suhu tinggi (200-500°C) dan dapat:
- Pasif - penghalang sederhana
- Aktif - memompa gas (H2, CO, H2O, O2 dan N2) dari ruang dan menjebaknya. Lapisan (NEG) ini memerlukan aktivasi berkala dengan panas untuk menjaga lokasi permukaan tetap bebas.
Seperti disebutkan, bakeout adalah salah satu teknik pasivasi yang paling umum digunakan dan andal.
Mulai dari 100-500°C diperlukan untuk menghilangkan uap air; suhu yang lebih tinggi hingga 1000°C diperlukan untuk menghilangkan hidrogen dari massa material.
Baking yang lebih lama dan berulang menyebabkan laju outgassing yang lebih rendah, seperti ditunjukkan dalam grafik di bawah ini.
Diagram 5: Siklus bakeout
4. Pembersihan dan pengisian ulang
Aliran konstan gas kering melalui ruang dapat menghilangkan kontaminasi dan mengurangi konsentrasi uap air. Pembersihan yang singkat sekalipun efektif dalam mengurangi outgassing. Setelah aliran pembersihan berhenti, kelembapan dapat meningkat hingga lebih dari 30% dalam beberapa jam.
Pengisian ulang, atau ventilasi, dengan N2 juga dapat mengurangi uap air untuk sistem yang secara teratur dibiarkan ke atmosfer - seperti ditunjukkan dalam grafik di atas. Teknik bakeout/purge yang relatif baru menggunakan siklus pemompaan/purging gas lembam selama bakeout dan memberikan bakeout yang lebih cepat.
Ringkasan
Outgassing dapat membatasi vakum yang dapat dicapai dalam sistem dan sering kali merupakan sumber gas terpenting dalam HV dan UHV. Ada beberapa teknik untuk mengurangi outgassing sebanyak mungkin. Hal ini mencakup tindakan yang harus diambil di tempat seperti pembersihan dan perawatan permukaan, siklus pembuangan ventilasi, dan bake-out sistem.
Apa pun kebutuhan aplikasi dan sistem vakum Anda, kami dapat memberikan analisis dan rekomendasi ahli untuk memastikan sistem vakum Anda andal dan dirancang sesuai kebutuhan.
