在真空系統中,殘余氣體是影響真空工藝性能及真空器件壽命的重要因素。因為真空系統中的殘余氣體及某些有害氣體,會破壞真空系統的性能,還可能會促發某些損壞真空室內應用器件的現象。在實際工作中,有時不但要降低真空器件中殘余氣體的量,更要控制殘余氣體的成份。
從高真空及超高真空的角度來看,真空系統內的殘余氣體是-一個必須引起注意的問題。
殘余氣體往往造成真空系統內部的表面污染,從而達不到真空工藝所要求的結果(例如,不
能獲得所需沉積的薄膜或者是使放電及等離子的狀況發生變化)的重要原因。另外,對超高
真空系統來說,殘余氣體的成分對系統的極限壓力往往產生重要影響,如果抽氣系統或抽氣
的工藝方法選擇不當,會使真空系統達不到預期的本底壓力。
真空系統中的殘余氣體成分是與真空系統的作業種類及工藝(如,鍍膜、金屬熔煉等)和所用的抽氣系統的類型有關,今天主要分析機械泵機械真空泵及油擴散泵抽氣系統:
一、機械真空泵及油擴散泵抽氣系統
(1) 在低真空下使用的真空裝置中,殘余氣體主要為空氣(O2、N2…; 如果操作工藝中有化學反應,就要加上反應生成氣體的成分;若是脫氣熔煉裝置,則要加上由熔煉金屬放出的氣體;如果是冷凍干燥裝置還要加上水蒸汽成分.
(2)在只用油封機械泵連續進行長時間抽氣的真空裝置中,當無泄漏時,殘余氣體中
有:有機物及水蒸汽。
(3)在用油擴散泵抽氣的高真空裝置中,殘余氣體中主要有:有機物和水蒸氣。此時,若以性能良好的硅油作工作液或在抽氣系統中加入冷阱和擋板,則可大大降低殘余氣體中的有機碳氫化合物,但是加上擋板和冷阱使抽氣系統的抽速下降。
(4)在機械泵與擴散泵當中串入分子篩或活性氧化鋁的吸附阱,可以顯著地降低機械泵油蒸氣對系統的影響。
另外,擴散泵抽氣系統的正確操作也可以降低系統中的有機油蒸汽的分壓。
只要采用用油作工作介質的真空抽氣系統,殘余氣體中的油蒸汽及各種有機物就較多。
在不經加熱烘烤除氣處理的裝置中,由于器壁吸附的水蒸氣的放出,殘余氣體中的主要成分
多為水蒸汽。