Para equipos de vacío generales, la liberación de material es la principal fuente de gas en elsistema de vacío. Por lo tanto, el propósito de la desgasificación al vacío es eliminar tantas impurezas como sea posible y reducir el contenido de gas en el material.
La solubilidad de los gases en los metales es función de la presión y la temperatura ambiente. Hay dos tipos de cambios de solubilidad con la temperatura: los que presentan efectos endotérmicos durante la disolución y los que aumentan con la temperatura; Libera calor durante la disolución y su solubilidad disminuye al aumentar la temperatura.
La disolución de gases en metales es un proceso reversible. Cuando el metal se expone a un ambiente de vacío, su estado de equilibrio dinámico original se altera y el gas tiende a disolverse. El proceso del gas disuelto también está determinado por la velocidad de difusión de las impurezas. Debido a la baja velocidad de difusión de las impurezas y al espesor del metal, se puede tratar aproximadamente como el gas de difusión de un sólido infinitamente grueso.
En los casos en los que la solubilidad aumenta con la temperatura, aumentar la temperatura de desgasificación tiene poco efecto sobre la eficiencia de la desgasificación. De hecho, con el aumento de temperatura, aunque aumenta la concentración de gas en el material, el aumento de concentración es muy pequeño en condiciones de alto vacío y, al mismo tiempo, la difusión del gas se acelera, lo que también puede alcanzar el equilibrio con el exterior. presión en un corto período de tiempo. Por lo tanto, la clave para la desgasificación al vacío es aumentar el grado de vacío de trabajo del equipo de desgasificación, lo que generalmente requiere que el grado de vacío de trabajo del material durante la desgasificación sea superior a 10-3Pa.
Debido a que la tasa de liberación depende de la temperatura, es necesario utilizar datos de temperatura reales al diseñar un sistema de vacío. Si no existen tales datos, la estimación se puede hacer basándose en los valores a dos temperaturas diferentes. La tasa de escape varía exponencialmente, por lo que el volumen de escape es una función del tiempo que cambia lentamente (es decir, a medida que el tiempo se extiende en un orden de magnitud, la tasa de escape disminuye lentamente). Después de una exposición prolongada a la atmósfera, los materiales que ya han sido desgasificados pueden reabsorberse y restaurarse a su estado original. Si un sistema de vacío operado frecuentemente se expone a la atmósfera durante un corto período de tiempo (por ejemplo, dentro de 1 hora) entre dos ejecuciones, puede ser equivalente a un tiempo de escape de 10 horas en vacío. Por lo tanto, para un sistema de vacío, para reducir la tasa de liberación de aire y acortar el tiempo de evacuación, se debe mantener en estado de vacío con frecuencia.
Además, la tasa de liberación de gas de los materiales no solo está relacionada con las propiedades del material y la duración de la liberación de gas, sino también con el proceso de fabricación, el entorno de almacenamiento y los métodos de pretratamiento de la superficie (como limpieza, horneado, bombardeo con descarga de gas). , tratamiento superficial, etc.) del material. Por ejemplo, para superficies limpias, cuanto mayor es la suavidad, menos vapor de agua se adsorbe; Hornear en nitrógeno seco o aire puede formar una densa película de óxido de color amarillo pálido en la superficie del acero inoxidable, reducir la liberación de gas y oxidar los contaminantes de la superficie hasta convertirlos en gas o quemarlos; Cuando se utilizan disolventes orgánicos para eliminar la grasa, la contaminación de la monocapa de la superficie no se puede eliminar y sólo se puede eliminar horneando al vacío. Por ejemplo, hornear en un ambiente de vacío con una temperatura superior a 200 grados puede eliminar eficazmente el vapor de agua, pero para eliminar eficazmente el hidrógeno, el horneado al vacío debe realizarse a una temperatura superior a 400 grados. Con base en investigaciones sobre la cantidad de gas liberado de los materiales, se ha llegado al siguiente consenso:
(1) Las diferentes variedades, procesos de fabricación y pretratamiento de materiales similares tienen un impacto significativo en el contenido de gas;
(2) Entre varios métodos de pretratamiento, el mejor efecto de desgasificación se logra quemando hidrógeno seco ytratamiento de vacío(hornear, recocer, fundir). El revestimiento superficial adecuado y la corrosión de la superficie también son beneficiosos. El efecto de la limpieza química en la reducción de las emisiones de gas no es muy significativo, pero no se puede ignorar el tratamiento químico preliminar de los materiales y piezas para evitar la contaminación del horno de hidrógeno y del contenedor de vacío durante la quema adicional de hidrógeno o la desgasificación al vacío, lo que puede provocar una nueva contaminación. de otros materiales procesados en el futuro.
(3) El material que ya ha sido desgasificado no se puede tocar directamente con la mano, de lo contrario se restaurará la cantidad total de desinflado.
(4) Cuanto más grueso es el material, menor es la temperatura y más lenta es la disminución de la tasa de liberación de gas. Esta situación se ajusta a la ley de difusión de Fick.
