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真空鍍膜機材料的出氣以及出氣率等相關計算

發布日期:2016-07-26 00:00 來源:http://www.teefurs.com 點擊:

    任何固體材料在大氣環境下都能溶解、吸附一些氣體。當鍍膜機材料置於真空中時,就會因解溶、解吸而出氣。對一般真空設備來說,材料的出氣是真空係統中最主要的氣源。常用的出氣速率單位有:Pa·L/s·cm2。

真空鍍膜機材料的出氣以及出氣率等相關計算

    出氣速率通常與材料中的氣體含量和溫度成正比。所以有時(如電真空器件)也用高溫下材料的出氣總量作為選材依據。出氣總量的單位:考慮體積含量為主時可用Pa·L/g;考慮表麵含量為主時則用Pa·L/cm2。


    材料的出氣速率除了與材料性質有關外,還和材料的製造工藝,儲存情況等有關。另外,材料的預處理工藝(如:清洗、烘烤、氣體放電轟擊、表麵處理等)對材料的出氣速率影響也很大。因此選用材料出氣速率的數據時必須考慮這些情況。


    材料出氣速率是溫度的函數,表示為


q=qoexp(-E/RT)

 

(5)

則單位時間內容器器壁表麵出氣量為


 


Qm=A·q

 

(6)

式中    q——出氣速率


        qo——常數


        E——出氣活化能


        R——氣體普適常數


        T——絕對溫度


        Qm——器壁表麵出氣量


        A——出氣表麵的麵積


    因為出氣速率與溫度有關,所以在設計真空係統時必須選用實際使用時的溫度數據。如無此數據,則可根據兩個不同溫度下的數值按式(5)進行估算。另外從式中也可以看出,出氣速率按指數變化,所以出氣量是時間的慢變化函數(即時間延長一個數量級,出氣速率降低較慢)。已經出過氣(經除氣後)的材料經長時間暴露大氣後,能重新吸氣並恢複到原來的情況。因此,對真空係統來說,為了降低出氣率,縮短抽空時間,應該經常保持在真空狀態。例如,經常運轉的真空係統,如果隻是在兩次運轉之間短時間暴露大氣的話(如1 h以內),則大約等效為材料已在真空中進行了10 h的出氣時間;對於經常運轉而隻暴露於低真空的材料,則可等效於已經曆了lOO h的出氣時間。


    另外,材料的出氣速率不僅和所經曆的出氣時間有關,而且和材料的表麵預處理方法、表麵狀況有很大關係。例如:對於清潔的表麵來說,表麵的光潔度越高,吸附的水氣就越少;在幹燥氮氣或空氣中烘烤,可使不鏽鋼表麵形成一層密實的淡黃色氧化膜,也可以減少出氣,而且可以將表麵的汙染物氧化成氣體或燒掉;用有機溶劑去脂時,表麵的單分子層汙染是無法除掉的,隻能靠在真空下烘烤來除掉。例如,溫度在200℃以上的真空環境下的烘烤可有效地除掉水氣,但要有效地除掉氫,則必須在400℃以上的溫度下進行真空烘烤。


    對真空係統設計來說,僅有材料出氣速率的數據還是不夠的,因為有許多真空泵的抽氣能力是有選擇性的,所以如果能進一步知道材料出氣中的各種氣體成分的比例,就能有針對性的選配合適的真空泵,得到更合理的設計。


    各種材料的出氣率都是用實驗方法(如動態法或靜態法測量)測得的,數據存在較大差異。各種數據可查閱有關手冊。


相關標簽:鍍膜機

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