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玻璃材料除气时放气的气源主要来自哪里

信息来源:珂勒曦 时间:2019-10-23 08:03:00 浏览次数:-

真空系统中玻璃材料本身的蒸气压很低,但制备过程中容易混入气体,同时表面也容易吸附杂质气体。因此在高真空系统或者超高真空系统中,对玻璃材料的烘烤除气是非常重要的。那它的气源主要来自哪里,和螺杆真空泵厂家一起了解下。

真空系统玻璃材料器件

玻璃材料在烘烤中,放气气源主要来自于表面、表层以及内部这个3个方面。

玻璃表面存在大量的OH-,对水的亲和力很强。因此玻璃表面吸附的气体中约90%为水分子,其他还有二氧化碳与氧气。这部分气体与表面的结合一般属于物理吸附与弱化学吸附,结合力较小,烘烤过程中可以很快就得到解吸。

表层指的是玻璃存在的一个独特的风化表面层。像钠玻璃、铅玻璃等含碱性氧化物较多的玻璃,因其碱性氧化物化学稳定性差,受水汽侵蚀容易风化。其风化层厚度约几微米,所含气体主要为水分子。长期处于高温、潮湿环境中的玻璃风化层还会加厚,含气量增加。玻璃风化层是玻璃的重要气源,将被玻璃材料在300~400℃的温度下加热烘烤1小时左右,可以除去这层风化层。

除加热烘烤外,也可以使用1%的HF酸除去风化层,但电真空器件不能使用该方法。因为氟会被玻璃吸收,当电真空除气烘烤时,氟会释出使阴极中毒。另外真空系统中常用的铅硅玻璃由于成分中还有较多的AL2O3,使其抗水能力增强,因此这种玻璃材料是没有风化层的。

最后,玻璃体内的气体,主要包括H2O,以及少量的CO2、O2、SO2。这些气体是在玻璃熔炼和热加工期间溶解进去的,其浓度与碱金属含量有关,普通玻璃含气浓度约在10Pa·L/cm3以下,无碱玻璃则只有该值的百分之一。这部分气体在加热温度450℃时才会缓慢放出,因此要使玻璃材料在真空环境下彻底除气,一般要将玻璃元件加热到玻璃的应变点以下几度进行较长时间的烘烤除气。但如果玻璃的工作温度不超过300℃,那玻璃体内的放气对器件的真空度几乎没有影响,可以不予考虑。

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