低温容器夹层材料放气速率研究

低温容器的漏放气速率是影响真空寿命的主要因素,为了指导夹层空间抽真空工艺,建立放气数学模型去模拟夹层漏放气特性是必要的。在已有的扩散模型基础上,Malev模型考虑材料的表面脱附和吸附对放气的影响。通过与低温液氮容器放气实验数据对比,在常温下静置放气40 h后,Malev模型预测夹层空间的放气速率与实验值的相对误差为19.39%,验证了该模型对预测夹层放气速率是有效的。结果表明,马列夫模型有合理的材料放气解释,能更加真实地反映材料表面的放气情况。对拟合出的脱附参数和吸附参数进行分析,可得出表面脱附量和吸附量在放气过程中的变化情况,该模型适用于变温度工况下夹层的放气速率预测。     

不同温度下环氧玻璃钢材料放气特性研究

为探究环氧玻璃钢材料在不同温度下的放气特性,以扩散放气模型为基础,建立了环氧玻璃钢材料放气速率随抽空时间变化关系的数学表达式,并结合实验数据拟合获得了其经验模型。同时,采用静态升压法对不同温度下环氧玻璃钢材料放气速率随抽空时间的变化关系进行了研究。结果表明,温度一定时,环氧玻璃钢材料的放气速率随着抽真空时间逐渐减小;温度升高,环氧玻璃钢材料放气速率增大,且放气速率随着抽真空时间呈现出指数衰减规律。此外,采用四极杆质谱仪分析了不同温度下环氧玻璃钢材料的放气成分,放气成分以H₂O为主,并含有微量的H₂、CO、N₂及O₂等。温度升高,玻璃钢材料放气各组分的占比无明显变化,表明温度对玻璃钢材料放气组分的占比几乎没有影响。     

玻璃钢及多层绝热材料真空放气速率试验研究

在低温储运时，由于真空夹层中材料的放气，夹层真空度会下降，热量从外界导入使得低温容器的蒸发率加大，低温液体损耗增加，真空寿命缩短。因此，对真空夹层中材料放气性能的研究非常重要。本文基于静态升压测量法，搭建了真空下材料放气率测试装置，进行了低温储罐用多层绝热材料和玻璃钢真空下放气速率测试研究，得到了多层绝热材料和D3848玻璃钢的单位面积放气速率分别为4.93×10^-8Pa·m³/(s·m²)和1.13×10^-7Pa·m³/(s·m²)，该结果可以为真空夹层吸附剂量的设计提供可靠依据。     

电镀件的真空放气特性研究

材料的真空放气特性与其表面状态息息相关,本文采用小孔流导法,比较研究了电镀件镀层材料、镀层厚度和不同基底材料下的放气特性。从实验结果可以看出,在所测试的24 h时间内,材料的表面放气仍占主导作用,基底材料和镀层厚度对材料放气率的时间变化趋势和最终放气率基本没有影响。而镀层材料对电镀件的放气率影响较大,同一时间点,电镀件的放气率高于未电镀件;电镀件中,镀锌件的放气率最高。无论电镀与否,未烘烤样品放出的气体组分中H₂O含量最高,其次有H₂、N₂/CO、CO₂和O₂等。而相比其它电镀件,镀锌件放出的H₂O最多。电镀件放出过量的水蒸气可能会影响含钨灯丝的热阴极电离规读数的准确性。真空系统中应尽量避免使用电镀锌件。     

基于分压力测量的真空材料放气率测试方法研究

在实际工程应用中,除了需要知道真空材料的总放气率之外,往往还关心的是材料放出的某种单一气体的放气率.为此,本文提出了基于分压力测量的真空材料放气率测试方法,通过采用四极质谱计测量小孔两端的分压力来测试单一气体的放气率.基于该方法设计了测试装置,主要由真空抽气系统、双通道气路转换测试系统、压力测量与质谱分析系统三部分组成.该方.法的提出可以解决测试材料单一气体放气率的问题,同时也提高了测试结果的准确性.     

绝热材料放气速率测试台研制

高真空条件下,绝热材料的放气速率会影响低温容器的真空性能,从而影响其绝热性能。根据GB/T31480-2015,搭建了绝热材料放气速率测试平台。通过本底放气速率的测定,验证了该测试平台的可靠性;利用静态法测试了某型号多层绝热材料的放气速率,给出了试验数据。本试验台将为绝热材料的应用及低温容器的设计提供数据支撑。     

基于材料放气特性的杜瓦真空失效时间研究

杜瓦真空失效的两类模式是漏气和材料放气。漏气是导致杜瓦真空早期失效的主要原因,可通过工艺控制手段解决真空短命问题,材料放气是制约长寿命杜瓦真空寿命的根本原因。杜瓦放气特性是进行杜瓦真空失效时间计算的基础,建立杜瓦材料放气特性的合理测试方法成为评估杜瓦真空失效时间的关键。本文分析了小孔流导法和压强上升法测试杜瓦放气特性存在的固有问题,提出了进行杜瓦放气量测试的合理方案。杜瓦放气量测试是杜瓦真空可靠性研究的有效手段。杜瓦的放气特性不仅可用于杜瓦真空失效时间的评估,而且可用于计算杜瓦真空加速寿命试验的加速因子。     

真空材料放气率高精度测量装置

介绍了上海光源二期线站工程机械真空辅助实验室研制的一套基于双通道气路转换法的真空材料放气率高精度测量装置，对同步辐射真空系统中常见的无氧铜材料样品开展放气率测试研究。实验测量并计算得出样品与本底和本底在不同温度状态、排气时间、气路转换后的放气量。结果显示，经72h,150℃高温烘烤后的无氧铜放气率为3.06×10^-12Pa·m³·s^-1·cm^-2，表明装置具有较高的放气率测试精度，可以满足同步辐射装置对超高真空材料放气率的测量要求。     

聚合物的放气分率与放气模型研究

在某些工程应用中,除了关注真空材料的总放气率之外,还需知道放出的单一气体的放气分率。本文采用定容升压法对三类聚合物样品进行放气率测试和放气组分分析;将四极质谱计和真空规对比校准修正所测的放气分压,得到水和碳氢化合物的放气分率随时间变化情况;依据扩散放气模型,对所测数据进行曲线拟合,获得具有实际应用意义的放气率表达式和时间指数。     

高精度真空材料放气测试研究

材料放气率是评价真空材料性能的重要参数。高精度真空材料放气测试系统集成了定容升压法、小孔流导法和双通道转换法三种材料放气率测试方法。其独特的系统设计与加工并配备先进的泵阀计组件,使系统获得无污染清洁的超高真空,极限真空度最低达6.8×10~(-9)Pa。低的本底真空进一步降低了系统的放气率测量下限,三种方法的测量下限依次可达:6.20×10~(-12),2.90×10~(-12)和2.78×10~(-12)Pa·m~3/(s·cm~2)。针对三种方法,对应选取聚四氟乙烯(PTFE)、304和316 L不锈钢作为样品,测试了不同时间的放气率。测试结果表明:三类样品10 h内的总放气率分别在10~(-8),10~(-11)和10-12Pa·m~3/(s·cm~2)数量级,对应的最大测量不确定度分别为9.4%,12.5%和13.8%。结合四极质谱计,进一步获得样品的放气组分和PTFE各组分的放气分率,总放气率和放气分率均随抽气时间的增加而下降。     

高真空多层绝热杜瓦漏放气速率试验研究

漏放气速率是评价高真空多层绝热杜瓦性能的一个重要指标.运用静态升压法对国内某厂家生产的210 L杜瓦的漏放气速率进行测量,绘制了夹层压力随时间的变化曲线,测得总漏放气速率为2.0 x10-8 Pa·m3/s,仅为国标值的1.0%,完全满足实际应用要求.根据试验结果,分析了环境温度的影响,并指出杜瓦的绝热材料和预处理工艺是杜瓦达到高保温性的主要原因.     

材料放气率测量方法评述

材料放气率被用于评价真空材料性能,随着理论研究的深入和实践经验的积累,对材料放气率测试方法有了更具体和更深刻的认识。本文介绍了瑞士、德国、日本、印度以及国内材料放气率测试技术的发展,并对各装置的结构特点和性能指标进行了评述。     

全超导托卡马克第一壁石墨材料的放气特性研究

全超导托卡马克(EAST)实验中,面向等离子体材料(PFM)的放气特性直接影响到等离子体的品质.因此采用动态流导法的实验装置,在不同温度和真空度下对表面镀有SiC薄膜的GBST1308(B l%、Si 2.5%、Ti 7.5%、C 89%)掺杂石墨材料进行放气实验研究.测试分析了石墨材料在18℃至350℃经140h连续烘烤下的放气特性,并考虑温度对限流小孔流导的影响,计算出石墨材料的单位表面积放气速率和总放气量.通过四极质谱仪(QMS)监测和定性分析石墨材料放出气体的各种成分,利用标准谱图计算出残余气体中H2、H2O、CO和CO2的放气速率.结果表明,温度是影响石墨材料放气成分和放气速率的最主要因素,另外当石墨材料在350℃的高温18h恒温烘烤后能有效地减小杂质气体成分和放气速率.     

导线在真空环境中的放气特性分析

材料放气特性对分析真空中残余气体成分有重要影响。主要研究常用导线绝缘层聚全氟乙丙烯和可溶性聚四氟乙烯这两种材料在真空环境中的放气特性。采用小孔流导法初步测量了样品在常温、加热以及冷却条件下的放气率,利用四极质谱计测量了样品在不同温度条件下的放气质谱图。结果表明这两种材料在加热过程中的放气率先增大后减小,并随着抽气不断减小,在加热过程中的谱图中检测到质量数为69的气体,说明放出的气体成分含氟。     

ITER超导磁体绝缘玻璃纤维放气性能分析

固体材料在大气中会溶解、吸附一部分气体,当材料置于真空环境时会因气体解溶、解吸而发生放气。超导体磁体作为国际热核聚变实验堆ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor)装置的核心部件之一其制造过程中非常关键的步骤是真空压力浸渍(VPI),超导磁体所使用的绝缘玻璃纤维的放气是VPI过程中需重点考虑的问题。由于绝缘玻璃纤维表面积非常大,通过传统放气率计算公式所得到的材料放气量明显高于实际值,目前,国内外对超导磁体用绝缘玻璃纤维放气率的计算还没有准确的方法,对于玻璃纤维放气率的研究工作也鲜有报道。因此,本文将设计、搭建材料放气率测试平台,通过实验的方式测定超导磁体所用的玻璃纤维在各种状态下的放气率,从而为ITER超导磁体的研制提供理论依据。     

真空保温杯常用材料放气特性研究

材料放气是真空保温杯真空度保持和寿命的重要技术指标。本文利用新型基于转换气路法材料放气率测试系统,对钛合金钢、304不锈钢和银等三种真空保温杯常用材料在室温、200℃、400℃真空条件下的放气率和放气成分等特性进行了研究。结果表明,室温下三种材料的放气率由小到大依次为钛合金钢、304不锈钢和银,放气成分均主要以H₂分子和H₂O分子为主;在温度升高过程中,三种材料放出的H₂O分子含量均会缓慢减少,但是放出的H₂分子含量的变化趋势却有所不同,304不锈钢和银的H₂分子含量随温度升高呈现先增大后减小的趋势,而钛合金钢中H₂分子含量则快速增大。因此,在真空除气工艺中,304不锈钢和银的烘烤温度设置400℃以下即可,而钛合金钢内部H₂分子含量较高,较难除去,除气工艺应高于400℃。     

真空保温杯常用材料放气特性研究北大核心CSCD

材料放气是真空保温杯真空度保持和寿命的重要技术指标。本文利用新型基于转换气路法材料放气率测试系统,对钛合金钢、304不锈钢和银等三种真空保温杯常用材料在室温、200℃、400℃真空条件下的放气率和放气成分等特性进行了研究。结果表明,室温下三种材料的放气率由小到大依次为钛合金钢、304不锈钢和银,放气成分均主要以H2分子和H2O分子为主;在温度升高过程中,三种材料放出的H2O分子含量均会缓慢减少,但是放出的H2分子含量的变化趋势却有所不同,304不锈钢和银的H2分子含量随温度升高呈现先增大后减小的趋势,而钛合金钢中H2分子含量则快速增大。因此,在真空除气工艺中,304不锈钢和银的烘烤温度设置400℃以下即可,而钛合金钢内部H2分子含量较高,较难除去,除气工艺应高于400℃。     

电子致放气测试装置的研究

材料表面吸附的气体分子在电子轰击作用下,会加速释放到真空系统中。为了测试在电子轰击下的材料放气特性,研制了一套电子致放气的测试装置。电子束发生器作为重要的组成部件,具有许多可调参数,这些参数会在一定程度上影响输出的电子束质量,进而影响电子致放气测试结果。文章首先通过实验测量了电子束斑和束流的影响因素,结果表明,聚焦电压和栅极电压对束斑的尺寸有直接的影响,而能量电压对电子束斑直径没有影响。此外,阴极电压、电子能量和栅极电压都可影响到发射电流,从而影响出射的电子束电流。为了验证装置的电子致放气测试能力,采用放气率很低的316 L不锈钢作为测试样品,比较测试其经过三次电子束轰击前后的放气特性。结果表明,经过除气的316 L不锈钢的电子致放气率可较明显地测定,且电子束轰击下放气的主要成分由N₂/CO变为H₂。     

材料在真空环境下放气的测试技术研究

往真空材料放气率测试装置上对金属材料的放气特性进行了实验研究,实验采用的方法为静态升压法、固定流导法、双通道气路转换法。实验结果表明,测试装置的极限真空度为9．2×10^-9Pa,铜、铝合金2A12、304不锈钢三种材料半小时后的放气率分别为2．34×10^-8a·m^3·s^-1·cm^-2、1．83×10^-9Pa·m^3·s^-1·cm^-2、8．48×10^-11Pa·m^3·s^-1·cm^-2。利用四极质谱计测得装置的本底气体成分主要有H2、N2／CO、H2O和CO2,材料放出的气体成分主要有N2／CO、H2O。三种方法测试得到的铜金属材料的放气率随着温度的升高而小断增大。     

高真空条件下网状泡沫放气量的测试

利用航天工业行业标准及测试设备对一定真空度条件下的聚胺脂网状泡沫在常温及加温两种不同工况时的出气情况进行测试；对两者的放气量进行比较；对放气机理进行分析探讨。此工作对高真空连续卷绕网状泡沫镀镍设备的真空系统配置具有一定的指导意义。