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兰州重离子冷却贮存环(HIRFL-CSR)是国家“九五”严重科学f工程之一。为满意该设备3×10-9Pa的真空度需求,需求拟定一系列的技术需求及资料处理技术。用真空炉高温除气以去掉溶解在资料内部的H2和其它活性气体是HIRFL-CSR超高真空体系拟定的资料处理技术之一[1]。这次作者通过试验的办法,对选用真空炉高温除气技术与未进行除气处理的不锈钢资料的真空出气状况进行了剖析比照,清晰了真空炉高温除气技术对下降资料出气的作用。

1 试验预备

1.1试验样品

试验样品资料选用瑞典AVESTA公司出产的316L不锈钢,与HIRFL-CSR真空体系运用的资料一样。样品尺度为25mm×25mm,厚度3 mm。样品清洁程序如下:用不锈钢除油水基清洁剂超声波清洁;弱碱性清洁剂中和;去离子水漂洗;烘箱烘干。清洁后,一半样品放入真空度≤10-4Pa的真空炉中除气,另一半不做除气处理。除气温度950oC,保温时刻1 h。降温时,为避免奥氏体不锈钢碳晶粒分出,从850~C开端,向炉内充入高纯N。进行强行冷却,使温度在15 min内降到600℃以下,然后让其天然冷却至室温。

1.2试验体系

试验设备为一种热解吸谱仪(TDS)[2]。通过加热样品,丈量其加热过程中开释的气体总量、剩余气体成分及分压强。这种办法能够选用较小的样品,而且测验周期较短,通常一天就能够完结。

置于钽制样品盒中的样品与热电偶点焊在一起,放置在石英真空样品室内,测验室外部用红外线加热炉加热。测验办法为小孔法。小孔上下各有一只B-A规,压力分别为P1和P2;小孔流导C为O.0132 m3/s。小孔上方的一台四极质谱计(QMS)用于气体剖析。当样品被加热时,放出的气体通过小孔被分子泵机组抽走,则Q = C(P1-P2)[3](气载Q = QL+ QD+ QP+ QV其间QL为体系漏气量,QD为体系器壁外表出气量,QP为器壁渗气量,QV为样品资料出气量。通常状况下,QP能够忽略不计,QL和QD可在本底中扣减)。通过测验成果的对比得出通过除气处理和未经处理的不锈钢出气性能的区别。

2 试验成果

分别对经950oC真空炉除气处理的样品和未经处理的样品在一样条件下进行测验。样品放入后,先预排气30 min,然后用主排气体系抽气2 h。按O.1oC/s的加热速度将样品加热至500oC,保温16 h,然后天然冷却。

出气率与温度的联系曲线。未经除气处理的样品比除气样品的出气率大得多,在500oC到达最大值(约为0.83×10-3Pa·m3·s-1)

从测验开端到升温至500oC为止的两个样品中几种首要剩余气体的离子流积分谱图。残气成分中含量最大的是水蒸汽,可是H2、C02、CO等对超高真空体系影响最大的几种气体进行对比,能够显着地看到处理后的作用。两种样品中首要剩余气体离子流随温度、时刻改变曲线。经处理的样品H2、CO2、CO的最大值分别为未处理样品的1/100,1/10和1/5(在5000 s摆布时,图表中呈现一个尖峰,是仪器噪声)。

3 定论

试验成果的剩余气体离子流包含了样品以外的钽制样品盒的出气及体系的本底。这些因素对经处理以后样品丈量的定量,特别是H。的定量形成很大的艰难。在图8中,H。的改变很小,较粗糙地考虑,能够以为在10000 s时的剩余气体离子流是丈量仪器的本底。但要区别钽制样品盒与样品的出气,在这个试验中是不可能的。由此能够以为,高温除气后的作用要好于本试验的成果。

试验测验成果表明,选用真空炉高温除气能够敏捷、有效地将溶解在资料内部的气体如H2、CO2、CO等减少为1/100,1/10和1/5。对除Hz作用尤其显着。而超高真空体系中剩余气体的首要成分即是H2(在10-9Pa的真空体系中,H2占90%以上),因而,选用真空炉高温除气技术对真空元器件进行处理,能够到达HIRFL—CSR超高真空体系获得3×10-9Pa真空度目标的资料出气需求。到当前,HIRFL-CSR超高真空样机获得了5×10-10Pa的超高真空度[4~5],已建成的子体系如CSR写入线真空体系、CSR主环真空体系等都获得了1~3×10-9Pa的真空度,满意了物理规划的需求,一起验证了除气处理技术的可行性和必要性。

在真空技术中,聚四氟乙烯可用作密封垫片、持久或移动的引入设备的密封、绝缘元件和低抵触的运动元件等。聚四氟乙烯的运用温度规划为-50~200℃,其最高工作温度可抵达250℃。

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