Vakum sistemlerinde gaz çıkışı nasıl azaltılır? 18 Ocak 2022
4 dakika okuma
Vakum sisteminizde gaz çıkışını azaltmanın dört ana yolu vardır. Bunlar şunlardır: temizleme ve işleme, yüzey işleme, pasifleştirme ve temizleme ve dolgu. Bu blogda bu yöntemlerin her birine daha yakından bakacağız.
Vakum sistemlerinde gaz çıkışını azaltmanın dört yolu
Vakum sisteminizde gaz çıkışını azaltmanın dört ana yolu vardır. Bunlar şunlardır: temizleme ve işleme, yüzey işleme, pasifleştirme ve temizleme ve dolgu. Bu blogda bu yöntemlerin her birine daha yakından bakacağız.
1. Temizlik ve Bakım
Bunlar arasında kısa süre alan ve çoğunlukla yerinde münferit parçalar üzerinde gerçekleştirilen nispeten basit metotlar yer alır. Kaba ve ince yüzey kontaminasyonuna karşı etkilidirler ve gaz giderme oranlarını %50'den beş büyüklüğe kadar azaltabilirler. Düşük gaz giderme oranlarına ulaşmak ve UHV'ye ulaşmak için uygun malzeme hazırlığı hayati önem taşır.
Temizlik işlemi genellikle aşağıdaki adımları içerir:
- Pas, gres veya boya gibi kaba kirleri giderin
- Yağlar, kesme yağları ve su gibi emilen türler gibi ince kirleticileri giderin
- Hidrojeni dökme malzemelerden (çoğu metal) uzaklaştırın
Bu temizliğin ardından, gaz giderme oranlarının azaltılması için fırınlama yapılmalıdır. Bu, pürüzsüz bir yüzey oluşturarak gaz çıkışını etkili bir şekilde azaltır.
Malzeme hazırlığı başladıktan sonra malzemelerin dikkatli bir şekilde ele alınması önemlidir. Bu, bir dizi parmak izinin (örneğin) soğurulması birkaç gün sürebileceğinden kontaminasyonu önler. Neme maruz kalma süresi mümkün olduğunca sınırlandırılmalıdır.
Şekil 3: Temizleme örneği, Kızdırma Deşarjı Temizleme-1
2. Yüzey işlemi
Yüzey işlemleri, pürüzlülüğü azaltarak yüzey alanını azaltır; en yaygın teknikler mekanik parlatma ve elektrolitik parlatmadır.
Mekanik parlatma genellikle kaba kirleticileri gidermek için kullanılan ilk malzeme işlemlerinden biridir, elektrolizle parlatma ise amorf yüzey katmanının yerine düzenli bir oksit katmanını kullanır. Elektrolitik parlatma özellikle hidrojen/hidrokarbonlara karşı etkilidir. Yüzey pürüzlülüğünün azaltılmasının net etkisi aşağıdaki şema dördüncüde gösterilmiştir.
Örneğin, ~2e-7 mbar/s/cm2'lik tipik bir gaz giderme oranına sahip paslanmaz çelik için elektrolizle parlatma, gaz gidermeyi 30 kat azaltır. Bu arada mekanik parlatma, gaz gidermeyi 50 kat azaltır ve 250°C'de 30 saatlik fırınlama 70.000'in üzerinde bir kat azaltır.
Yüzey pürüzlülüğünün gaz çıkışı üzerindeki etkisi diyagramı
3. Pasifleştirme
Kaplamalar yoluyla pasifleştirme, kirleticilerin adsorpsiyonuna ve geçirgenliğine karşı bir bariyer katmanı oluşturur. Kaplamalar genellikle yüksek sıcaklıkta (200-500°C) CVD, PVD veya sputter kaplama yoluyla uygulanır ve şunlar olabilir:
- Pasif - basit bir bariyer
- Aktif - gazları (H2, CO, H2O, O2 ve N2) hazneden pompalar ve hapseder. Bu (NEG) kaplamalar, yüzey alanlarını temiz tutmak için ısı ile periyodik aktivasyon gerektirir.
Belirtildiği gibi, fırınlama en yaygın kullanılan ve güvenilir pasifleştirme tekniklerinden biridir.
Su buharını gidermek için 100-500°C arası sıcaklık gereklidir; malzemenin kütlesinden hidrojeni gidermek için 1000°C'ye kadar daha yüksek sıcaklıklar gereklidir.
Daha uzun ve tekrarlanan pişirme, aşağıdaki grafikte gösterildiği gibi daha düşük gaz çıkış oranlarına yol açar.
Şekil 5: Fırınlama döngüsü
4. Temizleme ve doldurma
Hazneden sabit bir kuru gaz akışı kontaminasyonu giderebilir ve su buharı konsantrasyonunu azaltabilir. Kısa bir temizleme bile gaz çıkışını azaltmada etkilidir. Bir temizleme akışı durduktan sonra, nem birkaç saat içinde %30'un üzerine çıkabilir.
Yukarıdaki grafikte gösterildiği gibi, düzenli olarak atmosfere salınan sistemlerde N2 ile doldurma veya havalandırma da su buharını azaltabilir. Nispeten yeni bir fırınlama/temizleme tekniği, fırınlama sırasında soy gaz pompalama/temizleme döngüleri kullanır ve daha hızlı bir fırınlama sağlar.
Özet
Gazdan arındırma, bir sistemde ulaşılabilir vakumu sınırlayabilir ve genellikle HV ve UHV'de en önemli gaz kaynağıdır. Gaz çıkışını mümkün olduğunca azaltmak için çeşitli teknikler vardır. Bunlar arasında yüzey temizliği ve işlemleri, havalandırma/temizleme döngüsü ve sistemin ısıtılması gibi yerinde alınması gereken eylemler yer alır.
Uygulamanız ve vakum sistemi gereksinimleriniz ne olursa olsun, vakum sisteminizin güvenilir ve amaca uygun olmasını sağlamak için uzman analizi ve önerileri sağlayabiliriz.
