วิธีลดการปล่อยก๊าซออกในระบบสุญญากาศ 18 มกราคม 2022

อ่าน 4 นาที

มีสี่วิธีหลักที่คุณสามารถลดการปล่อยก๊าซออกในระบบสุญญากาศของคุณได้ ซึ่งรวมถึงการทําความสะอาดและการจัดการ การปรับสภาพพื้นผิว การทําให้เป็นพาสซีฟ และการล้างและการเติมกลับ ในบล็อกนี้ เราจะพิจารณาวิธีการเหล่านี้อย่างละเอียด

สี่วิธีในการลดการปล่อยก๊าซออกในระบบสุญญากาศ

1. การทําความสะอาดและการจัดการ

ซึ่งรวมถึงวิธีการที่ค่อนข้างง่าย ซึ่งใช้เวลาสั้นๆ และส่วนใหญ่จะดําเนินการกับชิ้นส่วนแต่ละชิ้นในสถานที่ปฏิบัติงาน ซึ่งมีประสิทธิภาพในการป้องกันการปนเปื้อนบนพื้นผิวทั้งแบบหยาบและละเอียด และสามารถลดอัตราการปล่อยก๊าซออกได้ตั้งแต่ 50% ถึง 5 ลําดับ การเตรียมวัสดุอย่างเหมาะสมเป็นสิ่งสําคัญเพื่อให้ได้อัตราการปล่อยก๊าซออกต่ําและถึง UHV

โดยทั่วไปแล้ว กระบวนการทําความสะอาดจะเกี่ยวข้องกับขั้นตอนต่อไปนี้

ขจัดสิ่งปนเปื้อนที่มีขนาดใหญ่ เช่น สนิม จาระบี หรือสี
ขจัดสิ่งปนเปื้อนขนาดเล็ก เช่น น้ํามัน น้ํามันหล่อลื่นสําหรับการตัด และสารที่ดูดซับได้ เช่น น้ํา
กําจัดไฮโดรเจนออกจากวัสดุจํานวนมาก (โลหะส่วนใหญ่)

การทําความสะอาดนี้ควรตามด้วยการอบเพื่อลดอัตราการไล่ก๊าซออก ซึ่งจะช่วยลดการปล่อยก๊าซออกได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการสร้างพื้นผิวที่เรียบ

สิ่งสําคัญคือต้องจัดการกับสิ่งของอย่างระมัดระวังเมื่อเริ่มเตรียมวัสดุแล้ว วิธีนี้จะช่วยป้องกันการปนเปื้อน เนื่องจากชุดลายนิ้วมือ (เช่น) อาจใช้เวลาหลายวันในการละลาย ควรจํากัดระยะเวลาที่สัมผัสกับความชื้นให้น้อยที่สุดเท่าที่จะทําได้

แผนภาพตัวอย่างการทําความสะอาด การทําความสะอาดด้วยการปล่อยประกายไฟ

ภาพที่ 3: ตัวอย่างการทําความสะอาด, การทําความสะอาดการปล่อยประกายไฟ-1

2. การรักษาพื้นผิว

การรักษาพื้นผิวจะลดพื้นที่ผิวโดยการลดความหยาบ เทคนิคที่พบบ่อยที่สุดคือการขัดเงาเชิงกลและการขัดเงาด้วยไฟฟ้า

การขัดเงาด้วยเครื่องจักรมักจะเป็นหนึ่งในการบําบัดวัสดุครั้งแรกที่ใช้ในการขจัดสิ่งปนเปื้อนขนาดใหญ่ ในขณะที่การขัดเงาด้วยไฟฟ้าจะแทนที่ชั้นพื้นผิวอสัณฐานด้วยชั้นออกไซด์ที่มีลําดับ การขัดเงาด้วยไฟฟ้ามีประสิทธิภาพเป็นพิเศษกับไฮโดรเจน/ไฮโดรคาร์บอน ผลสุทธิของการลดความขรุขระของพื้นผิวแสดงไว้ด้านล่างในแผนภาพที่สี่

ตัวอย่างเช่น สําหรับสเตนเลสสตีลที่มีอัตราการไล่ก๊าซออกทั่วไปที่ ~2e-⁷ mbar/s/cm2 การขัดเงาด้วยไฟฟ้าจะลดการไล่ก๊าซออกได้มากกว่า 30 เท่า ในขณะที่การขัดเงาด้วยเครื่องจักรจะลดการไล่ก๊าซออกได้มากกว่า 50 เท่า และใช้เวลาอบ 30 ชั่วโมงที่อุณหภูมิ 250°C ได้มากกว่า 70,000 เท่า

แผนภาพที่ 4: ผลกระทบของความขรุขระของพื้นผิวต่อการปล่อยก๊าซออก2

แผนภาพผลกระทบของความขรุขระของพื้นผิวต่อการระบายก๊าซออก

3. การทุจริต

การทําให้เป็นพาสซีฟผ่านการเคลือบผิวจะสร้างชั้นกั้นป้องกันการดูดซับและการซึมผ่านของสิ่งปนเปื้อน การเคลือบผิวโดยทั่วไปจะใช้การเคลือบ CVD, PVD หรือการเคลือบสปัตเตอร์ที่อุณหภูมิสูงขึ้น (200-500°C) และอาจเป็น:

แบบพาสซีฟ - อุปสรรคที่เรียบง่าย
ใช้งานอยู่ - ปั๊มก๊าซ (H2, CO, H2O, O2 และ N2) ออกจากห้องอบและดักจับก๊าซเหล่านั้น การเคลือบผิวเลนส์ (NEG) เหล่านี้จําเป็นต้องมีการกระตุ้นการทํางานเป็นระยะๆ ด้วยความร้อนเพื่อให้บริเวณพื้นผิวปราศจากสิ่งกีดขวาง

ดังที่ได้กล่าวไว้ การอบเป็นหนึ่งในเทคนิคการทําให้เป็นพาสซีฟที่นิยมใช้และเชื่อถือได้มากที่สุด 

ต้องมีอุณหภูมิระหว่าง 100-500°C เพื่อขจัดไอน้ํา อุณหภูมิที่สูงขึ้นถึง 1,000°C จําเป็นสําหรับการขจัดไฮโดรเจนออกจากวัสดุจํานวนมาก

การอบที่ยาวนานขึ้นและทําซ้ําๆ จะทําให้อัตราการไล่ก๊าซออกต่ําลง ดังที่แสดงในกราฟด้านล่าง

แผนภาพที่ 5: รอบการอบ

4. การล้างและการเติมกลับ

การไหลของก๊าซแห้งอย่างต่อเนื่องผ่านห้องอบสามารถขจัดสิ่งปนเปื้อนและลดความเข้มข้นของไอน้ํา แม้แต่การฉีดพ่นสั้นๆ ก็มีประสิทธิภาพในการลดการปล่อยก๊าซออก หลังจากการไหลของการไล่ก๊าซหยุดลง ความชื้นอาจเพิ่มขึ้นสูงกว่า 30% ภายในไม่กี่ชั่วโมง

การเติมกลับหรือการระบายอากาศด้วย N2 ยังสามารถลดไอน้ําสําหรับระบบที่ปล่อยออกสู่บรรยากาศเป็นประจําได้อีกด้วย ดังที่แสดงในกราฟด้านบน เทคนิคการอบ/ล้างที่ค่อนข้างใหม่ใช้รอบการปั๊ม/ล้างก๊าซเฉื่อยระหว่างการอบและให้การอบที่รวดเร็วขึ้น

สรุป

การระบายก๊าซออกสามารถจํากัดสุญญากาศที่สามารถทําได้ในระบบ และมักเป็นแหล่งก๊าซที่สําคัญที่สุดใน HV และ UHV มีเทคนิคหลายอย่างในการลดการปล่อยก๊าซออกให้มากที่สุด ซึ่งรวมถึงการดําเนินการภายนอกสถานที่ เช่น การทําความสะอาดและการปรับสภาพพื้นผิว และการหมุนเวียนการไล่อากาศและการอบระบบ

ไม่ว่าการใช้งานและข้อกําหนดของระบบสุญญากาศของคุณจะเป็นอย่างไร เราสามารถให้การวิเคราะห์และคําแนะนําจากผู้เชี่ยวชาญเพื่อให้แน่ใจว่าระบบสุญญากาศของคุณเชื่อถือได้และสร้างมาเพื่อวัตถุประสงค์การใช้งาน