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内接式连接器

玻璃的渗透率与放气

发布日期:2022-11-05 点击率:75

    (1)玻璃的渗透率。在室温下,基本上可以忽略气体对玻璃的渗透,除了H2和He之外,实际上玻璃对其余所有的气体都不渗透。这也是考虑选用玻璃作真空系统,尤其是形状复杂的系统的器壁材料的因素之一。

    气体分子的直径对渗透量的影响很大,He分子直径最小,因而渗透量最大,而Ar、N2和O2的分子直径较大,对玻璃基本上不能渗透。

    实验证明:由于He分子极小,故在室温下He能渗入玻璃,其渗透率的值随着温度升高按指数规律增大。

    氢对玻璃的渗透率远小于氦,因而氦气是超高真空系统内主要的残留气体。玻璃的成分组成对氦的渗透影响非常大,不同种类的玻璃,其氦的渗透系数会有很大差别。氦对石英玻璃的渗透率最大,对硼硅硬玻璃的渗透较少,而对钠钙软玻璃的渗透最少,因而铝硅软玻璃最适于用来制作超高玻璃真空系统。只有用某些特殊玻璃(如铝硅酸盐玻璃),才能获得高于10-10Pa的真空度。

    (2)玻璃的放气与除气。虽然玻璃本身固有的蒸气压极低(10-13~10-23Pa),但在制备玻璃过程中,气体被捕获于玻璃内部成为合成产物。这些气体大都由H2O、CO2、CO、O2组成。玻璃的放气气源除了溶解于玻璃内的气体外,还被吸附在玻璃的表面上,吸附的主要成分也是水汽。玻璃有一特殊的表面层,水汽的扩散系数在表层比内部大得多。玻璃的常温放气主要来自表层,如用HF酸腐蚀掉该表层,放气量可大大减少。当玻璃表面生成水化物时,会破坏玻璃边界的密封性能。尤其是玻璃处于蒸气中时,其硅胶表面呈海绵状,大量的水蒸气吸附在其中。

    溶解和吸附的气体是高真空玻璃系统的放气来源,未经烘烤的硼硅玻璃系统的放气流量可达10-5Pa·m3/(s·m2)。经真空烘烤除气后可以大大减少常温放气量。因而在高真空中使用的玻璃至少应在其最高工作温度下彻底地去气。

 

(慧朴科技,huiputech)

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