真空技术书籍,第二版

1.3.4 烘烤

为获得超高真空范围 (<10-8 hPa) 内的压力,必须满足以下条件:

  • 真空泵的本底压力应该低于所需极限压力的 10 倍。
  • 真空室和部件所使用的材料必须针对最小出气量进行优 化,并且具有适当等级的表面处理。
  • 应该使用金属密封件(例如,CF 法兰连接或 ISO 法兰标 准的螺旋挠性密封件)。
  • 清洁处理是获取超高真空的必要条件,即:所有部件必须 在安装前彻底清洗并必须佩带无油脂手套进行安装。
  • 设备和高真空泵必须进行烘烤。
  • 在启动加热器之前,必须进行真空检漏。为此,必须使用 氦检漏仪或四极杆质谱仪。

烘烤显著增加解吸率和扩散率,而且这会导致抽吸时间大大 缩短。 作为制造工艺的最后一个步骤,UHV 用途的腔室可在 温度高达 900 °C 时进行退火。后续烘烤温度可能达到 300 °C。 泵制造商有关高真空泵法兰最高烘烤温度的说明通 常将最高温度限制为 120 °C。如果在真空设备中使用热源 (例如,辐射加热),则不得超过允许的辐射功率。

设备在安装完毕后投入运行。在达到 10-5 hPa 的压力后,开 启加热器。在加热过程中,每间隔 10 小时就要开启真空计并 对其脱气。 如果使用的是经过适当表面处理的不锈钢腔体和 金属密封件,经过120°C 的烘烤温度和约 48 小时的加热过 程,就足以达到 10-10 hPa 的压力范围。

烘烤应该持续进行,直至达到预期极限压力的 100 倍。然后 关闭泵和真空室的加热器。在冷却后,很可能会达到所预期 的极限压力。在压力低于 5 · 10-10 hPa 且内表面积较大时, 将优先使用气体捕集泵(钛升华泵), 这种泵能以大体积流 率抽出从金属中逸出的氢气。