什么是真空泵技術(shù)中的清潔處理?

(一)概述

    真空技術(shù)中的清潔處理一般指的是真空裝置的結(jié)構(gòu)材料、填裝材料和真空零(部)件的清潔處理。去除或減少污染物將有利于獲得良好真空，增加連接強(qiáng)度和氣密性，提高產(chǎn)品的壽命和可靠性。

(二)污染物的幾種類型

①油脂:加工、安裝和操作時沾染的潤滑劑、真空油脂等;

②水滴:操作時的手汗，吹玻璃時的唾液等;

③表面氧化物:易氧化材料長期基露或放置在潮濕大氣中所形成的表面氧化物;

④酸、堿、鹽類物質(zhì):清洗后的殘余物質(zhì)、手汗、自來水中的礦物質(zhì)等;

⑤空氣中的塵埃及其它有機(jī)物。

(三)污染的形成及其影響

    真空裝置由許多不同的零件組成，它們都是經(jīng)過各種機(jī)械加工完成的，如車、銑、刨、磨、銼、焊接等。這樣，零件表面不可避免地會沾上許多加工油脂、汗痕、拋光膏、焊劑、金屬屑、油垢等污染物。這些污染物在真空中易揮發(fā)，影響真空設(shè)備的極限真空。此外，污染物在大氣壓下吸附了大量的氣體，在真空環(huán)境中，這些氣體也要被釋放出來。構(gòu)成了限制真空設(shè)備極限真空的因素。為此，零件組裝前必須清除掉污染物。

    真空裝置使用過程中，零件還會受到污染。這種污染與使用條件及真空泵有關(guān)。如真空干燥系統(tǒng)，經(jīng)常使用后會受到蒸發(fā)出來的物質(zhì)的污染;真空鍍膜機(jī)的內(nèi)壁會被蒸鍍材料污染;

    離子束刻蝕設(shè)備的內(nèi)壁會被工件濺射的濺散物污染;真空中的電子槍的燈絲，由于高溫蒸發(fā)會使其附近表面形成金屬膜;規(guī)管燈絲在高溫下蒸發(fā)，使陶瓷絕緣子上形成薄膜，破壞絕緣強(qiáng)度，影響測量的準(zhǔn)確性。真空系統(tǒng)中的機(jī)械泵油和擴(kuò)散泵油更是污染源，設(shè)備長期工作后會使設(shè)備內(nèi)部形成明顯的油膜。這些污染同樣會影響設(shè)備的性能，應(yīng)注意隨時清除。

    超高真空系統(tǒng)中，清潔處理更為重要。良好的清潔處理工藝，可以使材料放氣率降低幾個數(shù)量級。如不銹鋼長期暴露于大氣后，不進(jìn)行任何處理，抽氣1h后的出氣率為2.7x10-1Pa·L/(s·m2)，清除油污后抽氣4h，可降到1.3x10-3Pa·L/(s·m2)。在250℃下烘烤15h，出氣率進(jìn)一步降到1.3x10-6Pa·L/(s·m2)。好的清潔處理工藝，可以提高設(shè)備的極限真空。

    此外，在各類真空工藝生產(chǎn)中，例如電真空工藝、真空鍍膜工藝、真空焊接工藝等，都十分重視真空衛(wèi)生間題。在電真空工藝中，要求裝配到高真空環(huán)境的零件，事先都必須小心地進(jìn)行清洗處理，否則各種污染物可成為大量氣體和蒸氣的來源，會大大延長真空器件的排氣時間，不易獲得高真空;對離子管而言，這種意外的氣體和蒸氣來源將使管內(nèi)原有氣體的純度變差，以致無法得到預(yù)期的特性。其次，污染物可使元件本身變質(zhì)，例如使陰極毒化(特別是非金屬陰極)，在電極間引起漏電，某些部分(例如控制柵)產(chǎn)生不必要的次級發(fā)射等。利用各種清洗方法，使油脂、金屬細(xì)屑、灰塵、表面附著物以及不需要的氧化膜和石墨膜等徹底去除，可以提高電真空器件的壽命和可靠性。在真空鍍膜技術(shù)(包括玻璃鍍膜技術(shù))中，基片(襯底)表面的清潔處理也十分重要。暴露于大氣中的襯底表面普遍受到污染。表面污染就其物理狀態(tài)來看，可以是氣體，也可以是液體或固體，它們以膜或散粒形式存在。就其化學(xué)特性來看，它可以處于離子態(tài)或共價態(tài);可以是無機(jī)物或有機(jī)物。污染的來源有多種，而最初的污染常常是表面本身形成過程中的一部分。吸附現(xiàn)象、化學(xué)反應(yīng)、浸析和干燥過程、機(jī)械處理以及擴(kuò)散和離析過程都會使各種成分的表面污染物增加。表面在鍍膜之前必須是清沽的，否則鍍的膜與表面將不能很好地粘附。在真空擴(kuò)散焊接工藝中，焊接接頭的強(qiáng)度與表面清潔處理關(guān)系很大。有資料報導(dǎo)，焊接接頭表面粗糙度達(dá)到12.5μm以后，用超聲波振蕩來凈化被焊接零件表面，焊

    接接頭強(qiáng)度可從70kg/mm2提高到110kg/mm2。利用各種不同的清潔方法，如用酒梢、丙酮、四氯化碳擦洗和真空中加熱等可提高焊接接頭的強(qiáng)度和接頭的特性穩(wěn)定性。

    環(huán)境污染對真空衛(wèi)生影響很大。環(huán)境污染物來自空氣、地板、墻壁、天花板、家具、衣服的灰塵、棉絨、煙灰、頭發(fā)和頭屑。為此，電真空器件的生產(chǎn)，一些特殊零、部件的生產(chǎn)，都要求在清潔車間或超潔凈車間里進(jìn)行操作。在電子管制造中，管子裝架和零件處理必須在封閉良好的沽凈間里進(jìn)行，空氣必須經(jīng)過兩級或多級過濾，相對濕度保持在50%以下。