[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量材料放气率的方法，特别涉及一种通过转换气体通路来实现实时测量测试室和真空规产生的放气率的方法，以减小测试室和真空规带来的影响，延伸测量下限，属于测量技术领域。

背景技术

在某些真空应用领域，系统设计时需要考虑内部材料放气对系统影响，以便确保系统安全运行，设计设备使用年限，这时就需要对系统内部材料的放气率进行测量。在文献“真空管道TiN膜热出气率实验研究”中介绍了传统的上、下游室的材料放气率测量装置和测量方法，上游室和下游室各放置一个真空规，试样放置在上游室内，系统本底要在不放置试样时采用同样的处理方式进行测量，不能实现实时测量真空规和真空室对测量材料放气率的影响。

发明内容

本发明的目的是为了能够实时测量测试室和分离规产生的放气率，消除测试室和分离规吸放气带来的影响，延伸测量下限，提出了一种通过转换气体通路测量材料放气率的方法。

本发明解决技术问题的思路是：采用一套高真空抽气系统，利用对称的双测试室结构，可以实时测量测试室和分离规产生的放气率，减小测试室和分离规吸放气带来的影响。

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明的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，且上述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；

第一小孔3和第二小孔4的流导范围为3L/s～18L/s，小孔流导的选择根据待测材料放气率的不同来确定；超高真空室2的极限真空度的上限为10^-8Pa；

所述真空室和真空规外侧有真空室加热系统，加热系统的烘烤温度范围为45℃～300℃，烘烤的目的主要是为了降低装置内部真空室器壁放气对测量的影响。

本发明的一种通过转换气体通路测量材料放气率的方法，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)