[发明专利]一种通过转换气体通路来测量材料放气率的方法

权利要求书

1.一种通过转换气体通路来测量材料放气率的方法，所依托的硬件装置由试样室(12)、第一测试室(8)、第二测试室(9)、第一小孔(3)、第二小孔(4)、超高真空室(2)、分离规(7)、第一超高真空角阀(5)、第二超高真空角阀(6)、第三超高真空角阀(10)、第四超高真空角阀(11)和真空抽气系统(1)组成，且各组成部分之间的接口全部采用金属密封以使其耐高温烘烤，各组成部分之间的连接关系为：真空抽气系统(1)直接与超高真空室(2)连接，超高真空室(2)与结构对称的第一测试室(8)和第二测试室(9)相连接且连接处的中间位置分别有流导相同的第二小孔(4)和第一小孔(3)，分离规(7)分别通过第一超高真空角阀(5)和第二超高真空角阀(6)桥接于超高真空室(2)和第一测试室(8)之上，第一测试室(8)和第二测试室(9)分别通过第三超高真空角阀(10)和第四超高真空角阀(11)与试样室(12)连接，试样室(12)内置试样加热系统，待测材料的试样(13)在测量过程中放于试样室(12)中；该方法的特征在于其测量在给定温度T下材料的放气率的具体步骤包括：

【1】测量待测材料试样(13)的表面积并对待测材料试样(13)表面进行预处理；

【2】在四个超高真空角阀(5)、(6)、(10)、(11)均处于关闭状态，利用进样系统把待测材料试样(13)放入试样室(12)内；

【3】打开四个超高真空角阀(5)、(6)、(10)、(11)，开启真空抽气系统(1)；

【4】开启真空室加热系统，使其对超高真空室(2)、第一测试室(8)和第二测试室(9)、试样室(12)、分离规(7)进行烘烤除气，控制烘烤温度以匀速率逐渐升至烘烤温度T₀，保持10～48小时，然后再匀速率逐渐降至室温；

【5】打开试样室(12)中的试样加热系统，对试样室(12)加热至给定温度T；

【6】打开第三超高真空角阀(10)，关闭第四超高真空角阀(11)，将待测材料试样(13)放出的气体引入到第一测试室(8)中，达到动态平衡后，关闭第一超高真空角阀(5)，打开第二超高真空角阀(6)，测量第一测试室(8)内的压力P₈，关闭第二超高真空角阀(6)，打开第一超高真空角阀(5)，测量超高真空室(2)内的压力P₂，此时由下式计算分离规(7)、第一测试室(8)、试样室(12)和待测材料试样(13)的总放气率：

Q₀＝Q₁+Q₂+Q₃+Q₄＝C×(P₈-P₂)

上式中：Q₀为总的放气率，单位为Pa·L/s；Q₁为分离规(7)的放气率，单位为Pa·L/s；Q₂为第一测试室(8)的放气率，单位为Pa·L/s；Q₃为试样室(12)的放气率，单位为Pa·L/s；Q₄为待测材料试样(13)的放气率，单位为Pa·L/s；C为第二小孔(4)的导流，单位为L/s；P₈为第一测试室(8)内的压力，单位为Pa；P₂为超高真空室内(2)的压力，单位为Pa；

【7】打开第四超高真空角阀(11)，关闭第三超高真空角阀(10)，将待测材料试样(13)放出的气体引入到第二测试室(9)内，达到动态平衡后，关闭第一超高真空角阀(5)，打开第二超高真空角阀(6)，测量第一测试室(8)内的压力P′₈，关闭第二超高真空角阀(6)，打开第一超高真空角阀(5)，测量超高真空室(2)内的压力P′₂，此时分离规(7)和第一测试室(8)的总放气率由下式计算：

Q′₀＝Q₁+Q₂＝C×(P′₈-P′₂)

上式中：Q′₀-分离规(7)和第一测试室(8)的总放气率，单位为Pa·L/s；C为第二小孔(4)的导流，单位为L/s；P′₈为第一测试室(8)内的压力，单位为Pa；P′₂为超高真空室(2)内的压力，单位为Pa；

【8】待测材料试样(13)和试样室(12)的总放气率为总的放气率Q₀减去分离规(7)和第一测试室(8)内的放气率Q′₀，由下式计算：

Q₃+Q₄＝Q₀-Q′₀＝C×(P₈-P′₈)

【9】在试样室(12)中不放置试样时，重复步骤[4]～[8]，测量试样室(12)的本底，得到测量试样室(12)内的本底Q₃；

【10】待测材料试样(13)的放气率为总的放气率Q₀减去试样室(12)内的本底Q₃、真空规(7)的放气率Q₁和第一测试室(8)内的放气率Q₂，待测材料试样(13)单位面积的放气率由下式计算：

q＝Q₄/s＝(Q₀-Q₁-Q₂-Q₃)/s

上式中：q为单位面积内试样的放气率，单位为Pa·L/(s·cm²)；s为试样的表面积，单位为cm²；

【11】关闭全部第四超高真空角阀，关闭测试系统，关闭总电源。