超高真空系统进行真空烘烤除气的必要性及解决方案

一、烘烤除气对超高真空系统的影响

        真空系统要想获得超高真空，对金属真空腔体及真空部件的材质、加工焊接工艺、漏率和表面处理工艺都有着极高的要求。除此以外，还要经过流导计算，配置合理的真空泵/组。对于目标真空度优于10^-6Pa的超高真空系统，烘烤除气是不可或缺的关键步骤。

        超高真空系统中，材料的出气往往是气载的主要来源，降低材料出气率，比配置大抽速的泵要经济、合理得多。因此，先进的材料处理工艺一直是超高真空领域的一个重要研究课题。20世纪70年代，用真空炉高温烘烤去除冶炼时溶解在材料内部的各种气体(以H₂为主),从而获得低出气率的除气工艺就在国外众多粒子加速器真空系统中得到了广泛的应用，也获得了预想的结果。国内许多真空设备元器件(如溅射离子泵泵芯、泵壳等)也采用真空炉烘烤除气的方法来获得较高的极限真空(优于5×10^-9Pa)。

二、真空炉烘烤除气的必要性

        真空炉烘烤除气对于降低金属材料出气率具有非常显著的效果。对于设计合理、金属密封的真空系统，如果目标真空度在10^-6～10^-8Pa之间，采用真空炉烘烤除气对金属真空腔体及真空部件进行处理，可以无需现场烘烤就能达到。二者相比，真空炉烘烤除气所需费用比现场烘烤装置所需费用要低，而且不必为烘烤装置预留空间。真空炉烘烤除气，温度更高、均匀性更好、除气效果更彻底，极限真空、洁净度远超常规清洗和现场烘烤。

        对于存在非金属材料的真空系统。只能采用极低的温度（80-150℃）现场烘烤，或者没有空间安装现场烘烤装置。如果想获得优于10^-6Pa的超高真空，往往很难做到或者需要漫长的时间。对于已在运行的超高真空系统，替换或增加真空部件，真空系统需要重新烘烤。

        如果预先对金属真空腔体或真空部件进行真空炉烘烤除气处理，以上问题都将迎刃而解。对于目标真空度优于10^-11Pa的极高真空系统，必须现场烘烤和真空炉烘烤除气二者结合才能实现。

三、真空炉烘烤除气处理服务现状

        无论是生产还是研发，时间的成本大于一切。对于超高真空系统，首次获得理想的真空度，往往需要几天或几周甚至更长的时间。预先对金属真空腔体或真空部件进行真空炉烘烤除气处理，这一过程可能缩短至数小时或者数十小时。

        但是由于真空炉投资大、能耗高、使用率低，工业热处理真空炉的极限真空、洁净度差，而极限真空、洁净度高的专用真空除气炉资源稀缺，导致真空炉烘烤除气处理费用高、时间不可控。因此，很多用于超高真空系统的金属真空部件难以进行真空炉烘烤除气处理，只能采用真空清洗加现场烘烤(小于350℃)工艺来获得超高真空。不仅增加了真空系统占用的空间和成本，还需要漫长的时间。

四、KLFVAC真空烘烤除气解决方案

        对于金属真空腔体或真空部件烘烤除气的这一关键环节，我公司可以为用户妥善解决。

        我公司供应的所有金属真空腔体及真空部件，均可按要求提供真空清洗和真空烘烤除气服务。经过真空烘烤除气的金属真空部件出气率极低，可直接应用于超高真空系统。

        我公司现有真空除气炉工作真空度优于5×10^-4Pa，金属真空腔体或真空部件外形尺寸≤1200×500×500（mm）的，烘烤温度≤500℃；金属真空腔体或真空部件外形尺寸≤600×200×200（mm）的，烘烤温度≤950℃。

        考虑长远经济性，如果真空除气处理的金属真空部件体积小、频率高，建议委托我公司定制真空除气炉解决日常需求；如果使用体积大、频率低，建议委托我公司进行真空清洗和真空烘烤除气。

KLFVAC真空除气炉对超高真空腔体进行真空烘烤除气的案例

KLFVAC真空除气炉对超高真空腔体内部件进行真空烘烤除气的案例