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选择真空材料必须考虑的几个重要因素

在真空技术中,材料的要求各不相同。根据应用、环境条件以及要实现的真空度,必须对材料进行测试以满足相关的要求。在整个操作温度范围内要保证足够的...
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在真空技术中,材料的要求各不相同。根据应用、环境条件以及要实现的真空度,必须对材料进行测试以满足相关的要求。在整个操作温度范围内要保证足够的机械强度除了要保证其结构的完整性,还必须确保功能表面的变形,不会对其功能特性造成影响。示例:真空室部件上的大气压力大约为10N/cm2。在面积为1m2的表面上,将产生100,000N的压力。

高气密性

每种材料基本上都是气体可渗透的。气体渗透的整个过程被称为渗透。渗透的快慢取决于材料、气体类型以及环境条件—特别是温度。使用弹性体密封件的情况下,其渗透性必须予以考虑。示例:对于DN500ISO-K的FKM(氟橡胶)密封件,在湿度为60%的空气中,渗透率大约为4·10-7Pa·m3/s.。因此,带有FKM密封件的真空系统工作压力很少会超过1·10-8hPa。

低固有蒸气压、高熔沸点

固有蒸气压太高会限制最终的真空压力。除了油和润滑脂的真空兼容性,在合金中,必须考虑金属固有的蒸气压或其在合金中的分压。示例:对于黄铜制品,锌在高真空中的分压被限制在最高允许温度大约为100°C。

清洁表面、低杂质气体含量、易脱气

清洁表面是先决条件。但是,任何暴露于环境空气中的表面都会覆盖上一层吸附层。以化学或物理形式将分子吸附在材料表面或材料间隙内的气体分子,一旦解吸(当在它们从表面分离时)也是气体来源的一部分。要实现高的极限压力,必须使用具有低解吸率的材料。示例:单层吸附气体约等于4·10-2Pa·m3/m2.的气量。设想一根直径为50cm,长度为100cm的管子,两端封闭(表面积大约为2m2,体积大约为200l),单层释放导致压力上升大约0.4Paor4·10-3hPa。这并没有考虑管道的表面积总是大于其几何面积这一实际情况。

抗热冲击性能好、膨胀率适应性好

示例:不同热膨胀将铝密封件与不锈钢法兰组合的最高允许温度限制在150°C左右。经常在过高温度之后,在冷却过程中发生密封效果恶化的情况。



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