详情

真空炉真空系统的配置和抽气速度是有一定费标准和计算方法的，根据真空系统的使用目的而决定所需的真空度和抽气时间，然后选择合适的真空泵。本节介绍不同真空范围内的抽气时间计算。

1、大气压-低真空领域的抽气时间计算

　　这里所指的低真空领域，是指真空度在100 KPa至0.2 KPa，低真空领域真空腔体和泵的连接管内，气体分子是黏性流时，抽气时间可以通过初期压强p1、到达压强p2、抽气速度S和容积V(含配管)来计算。

　　式中　p1———初期压强(大气压)[Pa]；

　　p2———到达压强[Pa]；

　　t———抽气时间[min]；

　　V———容积[L]；

　　Se———实际抽气速度[L/min]。

　　考虑到导管和阀门的瓶颈效应，实际抽气速度大致可以估算为理论抽气速度的80%。

2、中真空领域的抽气时间计算

　　这里所指的高真空至超高真空领域，是指真空度在200 Pa 至 0.2Pa之间，中真空领域导管内的气体分子，处于黏性流和分子流的中间状态，不能单纯地像低真空或下面第三章节讲解的高真空那样简单地计算。一般情况下，通过两种方式分别计算抽气时间，然后取计算值较大的结果。

　　真空抽气要考虑的要素：

　　(1)到达真空度；

　　(2)抽气速度；

　　(3)导通率；

　　(4)实际抽气速度；

　　(5)气体放出率；

　　(6)漏率。

　　用真空泵对真空腔体抽气时，初腔体内的压强迅速降低，但是经过一段时间后压强下降变缓，并且趋于一个恒定值。导致这种现象的主要原因是材料的表面放气。如图1所示，压强变化的不同领域，分别称之为空间抽气和表面抽气。为了进一步提高真空度，通常采用的对策如下：

图1  压强和抽气时间的关系

　　(1)选择表面放出气体少的材料；

　　(2)通过电解抛光等手段，减小材料表面积，继而减少气体分子的吸附

　  (3)对腔体进行烘烤，促进表面吸附气体的放出。

3、高真空-超高真空领域的抽气时间计算

　　这里所指的高真空至超高真空领域，是指真空度在0.2Pa以下，对于高真空领域，要充分考虑容器壁以及容器内物体的气体放出，因此，抽气时间和抽气速度的计算方法和低真空领域不同。

　　式中　p(t)———到达压强；

　　Se———实际抽气速度；

　　Ql———腔体漏气量；

　　Qg(t)———腔体内部放出气体量；

　　p0———初期压强。

　　气体的放出量Qg(t)随着时间t而减少。计算开始时，假定一个抽气时间，根据当时的放气量来求得到达的真空度。如果计算结果p(t)和所需的真空度不一致，则重新假定时间，根据新假设时间的气体放出量再次计算。不断重复，终让p(t)在所需的真空范围内。

　　高真空领域的抽气时间计算远比低真空领域复杂。真空腔体的内表面经过酒精清洗和150～200℃烘烤处理的两种情况下，后者的气体放出会减少10%左右，因此使用同样的抽气泵所能到达的真空度也会更高一些。

　　真空腔体内的部件形状和材质也*地影响到达的真空度和抽气时间。如果使用了树脂类材料，则到达的真空度会比单纯考虑金属表面的气体放出要差2～3个数量级。内部使用螺钉时，螺纹部残留的气体随着抽气时间缓慢放出。为了加速螺纹部的气体放出，要在螺钉中心穿孔，或在螺纹侧面开一个出气孔(图2)。因此，内部构造越复杂，影响真空的因素就越多，要获得高真空，设计上就更需要经验。

图2 螺纹部的抽气示意图