Cara mengurangkan pengeluaran gas dalam sistem vakum 18 Januari 2022

Terdapat empat cara utama yang boleh anda gunakan untuk mengurangkan pengeluaran gas dalam sistem vakum anda. Ini adalah: pembersihan dan pengendalian, rawatan permukaan, pasivasi, dan pengosongan serta pengisian semula. Dalam blog ini, kita akan melihat dengan lebih dekat setiap kaedah ini.

Terdapat empat cara utama yang boleh anda gunakan untuk mengurangkan pengeluaran gas dalam sistem vakum anda. Ini adalah: pembersihan dan pengendalian, rawatan permukaan, pasivasi, dan pengosongan serta pengisian semula. Dalam blog ini, kita akan melihat dengan lebih dekat setiap kaedah ini.

Ini termasuk kaedah yang agak mudah yang mengambil masa yang singkat dan kebanyakannya dilakukan pada bahagian individu di luar lokasi. Mereka berkesan terhadap pencemaran permukaan kasar dan halus dan dapat mengurangkan kadar gas yang keluar sebanyak 50% hingga lima urutan magnitud. Persiapan bahan yang betul adalah penting untuk mencapai kadar pengeluaran gas yang rendah dan mencapai UHV. 

Secara amnya, proses pembersihan akan melibatkan langkah-langkah berikut:

1. Buang pencemar kasar seperti karat, gris atau cat.
2. Buang pencemar halus seperti minyak, pelincir pemotongan dan spesies teradsorpsi seperti air.
3. Keluarkan hidrogen dari bahan mentah (kebanyakan logam) 

Pembersihan ini harus diikuti dengan pemanasan untuk mengurangkan kadar gas yang keluar. Ini secara efektif mengurangkan pengeluaran gas dengan mencipta permukaan yang licin. 

Adalah penting bahawa barang-barang ditangani dengan berhati-hati setelah persiapan bahan dimulakan. Ini mencegah pencemaran, kerana satu set cap jari (contohnya) boleh mengambil beberapa hari untuk terlepas. Tempoh pendedahan kepada kelembapan harus dihadkan di mana sahaja yang mungkin.

Rawatan permukaan mengurangkan luas permukaan dengan mengurangkan kekasaran; teknik yang paling biasa adalah penggilapan mekanikal dan penggilapan elektro. 
 
Penggilapan mekanikal sering kali merupakan salah satu rawatan bahan pertama yang digunakan untuk menghilangkan pencemar kasar, sementara penggilapan elektrolitik menggantikan lapisan permukaan amorf dengan lapisan oksida yang teratur. Pengilangan elektrolitik sangat berkesan terhadap hidrogen/hidrokarbon. Kesan bersih pengurangan kekasaran permukaan ditunjukkan di bawah dalam rajah empat. 
 
Sebagai contoh, untuk keluli tahan karat dengan kadar pengeluaran gas yang tipikal sekitar ~2e-⁷ mbar/s/cm2, pengilangan elektrolitik mengurangkan pengeluaran gas sebanyak faktor 30. Sementara itu, pengilangan mekanikal mengurangkan pengeluaran gas sebanyak faktor 50 dan pemanasan selama 30 jam pada 250°C mengurangkan pengeluaran gas lebih daripada 70,000. 

Pasivasi melalui lapisan pelindung mencipta lapisan penghalang terhadap penyerapan dan penembusan pencemar. Salutan biasanya diaplikasikan melalui CVD, PVD atau salutan sputter pada suhu tinggi (200-500°C) dan boleh menjadi:

• Pasif — satu halangan yang mudah
• Aktif — mengepam gas (H2, CO, H2O, O2 dan N2) dari ruang dan menjebaknya. Salutan (NEG) ini memerlukan pengaktifan berkala melalui haba untuk memastikan tapak permukaan tetap bebas.

Seperti yang disebutkan, bakeout adalah salah satu teknik pasivasi yang paling biasa digunakan dan boleh dipercayai.  

Dari 100–500°C diperlukan untuk mengeluarkan wap air; suhu yang lebih tinggi sehingga 1000°C diperlukan untuk mengeluarkan hidrogen dari bahan tersebut. 
 
Panggang yang lebih lama dan berulang membawa kepada kadar pengeluaran gas yang lebih rendah, seperti yang ditunjukkan dalam graf di bawah.

Aliran gas kering yang berterusan melalui ruang boleh menghapuskan pencemaran dan mengurangkan kepekatan wap air. Walaupun pembersihan yang singkat berkesan dalam mengurangkan pengeluaran gas. Selepas aliran pembersihan berhenti, kelembapan boleh meningkat melebihi 30% dalam beberapa jam.

Pengisian semula, atau pengudaraan, dengan N2 juga boleh mengurangkan wap air untuk sistem yang secara berkala dibenarkan ke atmosfera — seperti yang ditunjukkan dalam graf di atas. Satu teknik yang agak baru untuk bakeout/purge menggunakan kitaran pam/purge gas tidak reaktif semasa bakeout dan memberikan bakeout yang lebih cepat.

Pengeluaran gas boleh mengehadkan vakum yang boleh dicapai dalam sistem dan sering kali merupakan sumber gas yang paling penting dalam HV dan UHV. Terdapat beberapa teknik untuk mengurangkan pengeluaran gas sebanyak mungkin. Ini termasuk tindakan yang perlu diambil secara ex-situ seperti pembersihan permukaan dan rawatan serta kitaran pengudaraan dan pengeringan sistem.

Tidak kira aplikasi dan keperluan sistem vakum anda, kami dapat memberikan analisis dan cadangan pakar untuk memastikan sistem vakum anda boleh dipercayai dan dibina untuk tujuan tertentu.