[发明专利]一种真空计测量薄膜气体渗透率的装置和方法

摘要

本发明公开了一种真空计测量薄膜气体渗透率的装置和方法，解决现有质谱仪渗透率测试系统存在的成本的问题以及压力传感器法测量系统存在的灵敏度低的问题。本发明的装置包括气源和高真空泵，所述气源经管道和减压阀连通有气体室，所述气体室连通有用于放置被测薄膜的渗透室，所述渗透室配设有渗透室加热器，所述渗透室连通有测量室，所述测量室配设有测量室加热器，所述测量室连接有真空规，所述真空规连接有真空计；所述高真空泵经真空阀A与测量室连通，所述高真空泵还经真空阀B和气体室连通，所述高真空泵经低真空阀连通有低真空泵。

主权项

1.一种真空计测量薄膜气体渗透率的方法，其中该方法使用的装置包括气源和高真空泵，所述气源经管道和减压阀连通有气体室，所述气体室连通有用于放置被测薄膜的渗透室，所述渗透室配设有渗透室加热器，所述渗透室连通有测量室，所述测量室配设有测量室加热器，所述测量室连接有真空规，所述真空规连接有真空计；所述高真空泵经真空阀A和抽速限制管道与测量室连通；所述抽速限制管道的分子流流导小于高真空泵的额定抽速，并且抽速限制管道的分子流流导小于真空阀A的分子流流导；所述高真空泵还经真空阀B和气体室连通，所述高真空泵经低真空阀连通有低真空泵；所述真空规为电离规，所述真空计为电离真空计；所述气体室配设有压力表；所述真空阀A和真空阀B为高真空阀；所述被测薄膜的边缘与渗透室的内壁之间真空密封，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将被测薄膜密封在渗透室内；步骤2：开启高真空阀A、高真空阀B和低真空阀，启动低真空泵对系统抽低真空；步骤3：当压力表读数为0大气压时，开启高真空泵，对系统抽高真空；步骤4：开启电离真空计，测量真空度；步骤5：当真空计读数小于10^‑2Pa量级时，开启渗透室加热器和测量室加热器，对渗透室和测量室进行烘烤除气；步骤6：关闭测量室加热器，调节渗透室加热器至特定的温度；步骤7：当测量室温度降至室温，电离真空计读数减小到10^‑4‑10^‑5Pa量级时，记录测量室的本底压强值P₀；步骤8：关闭高真空阀B，开启减压阀，将气源充入到气体室中，使得气体室的压强P₁达到1个大气压时关闭减压阀，并且此时时间t＝0；步骤9：记录测量室压强P₂随时间t而变化的数值；步骤10：当P₂增加到某一饱和值基本不变后，记录P₂值；步骤11：设P₂‑P₀＝P₃，P₃为被测薄膜的气体渗透所引起的测量室压强增加值，根据如下公式计算出在T温度下的渗透率；其中，μ为气体的摩尔质量，C为抽速限制管道对被测气体的分子流流导，R为气体普适常数，T为温度，A为被测薄膜的渗透面积。