Sildīšanas plāksne, kas uzticami darbojas apkārtējā gaisā, var apdraudēt augsta -vakuuma kameru stundām vai pat dienām, nepārtraukti izdalot adsorbēto mitrumu un gaistošos organiskos savienojumus. Iekārtas izvēle vakuuma apkalpošanai būtībā ir process, kurā tiek likvidēti visi materiāli, kas nevar uzturēt tīru, īpaši zema spiediena vidi miljarddaļās-no-atmosfēras mērogā.
Vakuuma sistēmās veiktspēju nosaka ne tikai sildīšanas spēja. To nosaka, cik maz struktūra ietekmē gāzes slodzi, piesārņojumu un sūkņa darbības aizkavi. Izvēle asildīšanas plākšņu materiāls pārklājums augsts vakuums zems izplūdes gāzesTāpēc sistēma kļūst par materiālu ierobežošanas un kontrolētas virsmas inženierijas disciplīnu.
Pamatmateriālu izvēle vakuuma sildīšanas plāksnēm
316L nerūsējošais tērauds kā standarta bāzes līnija
Lielākajā daļā augsta -vakuuma termisko sistēmu 316 l nerūsējošais tērauds tiek uzskatīts par noklusējuma konstrukcijas materiālu.
Tās priekšrocības ietver:
Ļoti zema iekšējā gāzu izdalīšanās pēc pareizas tīrīšanas
Augsta mehāniskā stabilitāte termiskā cikla laikā
Lieliska izturība pret koroziju
Saderība ar vakuuma cepšanas{0}}procedūrām
Pareizi apstrādājot, minimāla gāzu caurlaidība
Ja nerūsējošais tērauds tiek pakļauts vakuuma-tīrīšanai un elektropulēšanai, tam ir ārkārtīgi zems gāzes izdalīšanās ātrums, tāpēc tas ir piemērots īpaši-augsta vakuuma (UHV) vidēm.
Virsmas kondicionēšanai ir izšķiroša loma. Electrolhed 316L nodrošina gludu, zemu{2}}enerģijas patēriņu, kas samazina ūdens un ogļūdeņražu adsorbcijas vietas.
Vakuuma{0}}alumīnijs vieglām sistēmām
Alumīnija sakausējumi tiek izmantoti arī vakuuma sildīšanas plāksnēs, kur svara samazināšana un termiskā jutība ir svarīga.
Tomēr alumīnijam ir nepieciešama rūpīga virsmas sagatavošana:
Vēlama elektro-pulēšana
Var uzklāt ar vakuumu{0}}saderīgus ķīmiskās konversijas pārklājumus
Virsmas porainība ir jāsamazina līdz minimumam
Standarta anodēšana parasti nav piemērota augsta vakuuma apkalpošanai. Porainā oksīda struktūra uzvedas kā sūklis, aizturot mitrumu un ogļūdeņražus, kas darbības laikā izdalās lēni.
Tas noved pie ilgstošiem sūkņa-dīkstāves laikiem un nestabiliem vakuuma apstākļiem.
Virsmas pārklājumi un saderība
Plāni PFA pārklājumi ķīmiskai aizsardzībai
Dažos lietojumos ķīmiskās izturības nodrošināšanai var izmantot ļoti plānu PFA (perfluoralkoksi) pārklājumu.
Pareizi uzklājot un vakuum{0}}cepot, PFA piedāvā:
Salīdzinoši zema gāzu caurlaidība
Ķīmiskā inerce
Stabila uzvedība mērenā temperatūrā
Tomēr pārklājuma biezumam jābūt minimālam. Parasti izvairās no bieziem fluorpolimēru slāņiem, jo polimēra matricā iesprostotas gāzes vakuuma apstākļos var pakāpeniski izdalīties.
Šis efekts palielina izplūdes slodzi un aizkavē kameras spiediena stabilizāciju.
Materiāli, no kuriem jāizvairās vakuuma sistēmās
Daži materiāli būtībā nav saderīgi arsildīšanas plākšņu materiāls pārklājums augsts vakuums zems izplūdes gāzesprasībām.
Parasti izslēgtie materiāli ietver:
Standarta PTFE loksne vai biezi izsmidzināti PTFE pārklājumi
Organiskās krāsas un polimēru{0}}pārklājumi
Līmes un saistvielas
Smērvielas un smērvielas atklātās vietās
Ne-vakuuma-vadu izolācija
Poraini anodēti alumīnija slāņi
Ir zināms, ka jo īpaši PTFE absorbē mazas molekulas un laika gaitā tās lēnām atbrīvo, palielinot sūkņa{0}}nolaišanas ilgumu un piesārņojot jutīgos vakuuma procesus.
Apkures plākšņu ar zemu{0}}izplūdes gāzes projektēšanas principi
Ieslodzīto tilpumu samazināšana
Vakuuma kamerā katrs objekts ir potenciāls gāzes izstarotājs.
Tāpēc dizaina ģeometrijā jāizvairās no:
Aklie caurumi bez ventilācijas ceļiem
Slēgti dobumi
Pārklājas noslēgtas spraugas
Neventilētas vītņotas funkcijas
Visiem iekšējiem tukšumiem ir jābūt ventilētiem, lai nodrošinātu gāzes izvadīšanu sūknēšanas{0}}nolaišanas un izsūknēšanas{1}}ciklu laikā.
Ventilācija un mehāniskā konstrukcija
Visiem vītņotajiem savienojumiem jābūt ventilētiem caur šķērs{0}}caurumiem vai spraugām. Tas novērš virtuālas noplūdes, ko izraisa iesprostoti gaisa kabatas, kas laika gaitā lēnām izdala gāzi.
Kad vien iespējams, priekšroka tiek dota metinātām vai lodētām konstrukcijām, nevis mehāniskām konstrukcijām.
Vakuuma cepšanas{0}}izplūdes un noplūdes pārbaudes prasības
Termiskā kondicionēšana pirms apkopes
Svarīgs solis jebkurā vakuuma-sildīšanas plākšņu sistēmā ir pēc-izgatavošanas vakuuma cepšana-.
Šis process:
Noņem absorbēto mitrumu
Noņem gaistošos organiskos atlikumus
Stabilizē virsmas ķīmiju
Samazina ilgtermiņa{0}}izplūdes no gāzēm
Cepšanas-temperatūra parasti tiek norādīta virs paredzētās lietošanas temperatūras, lai nodrošinātu visu materiālu pilnīgu kondicionēšanu.
Hēlija noplūdes pārbaude
Hēlija masas spektrometrijas noplūdes pārbaude tiek izmantota, lai pārbaudītu sistēmas integritāti.
Šis process nosaka:
Īstas noplūdes caur savienojumiem vai metinātām šuvēm
Virtuālas noplūdes no iesprostotiem sējumiem
Mikro{0}}plaisas metinātajās konstrukcijās
Tikai pēc hēlija noplūdes testēšanas sistēmu var uzskatīt par piemērotu augsta vai īpaši augsta vakuuma darbībai.
Pārkāpjot veiktspējas standartus
ASTM E595 prasības
Vakuuma sistēmās izmantotie nem-metāliskie materiāli bieži tiek novērtēti, izmantojot ASTM E595 kritērijus.
Tipiski pieņemšanas ierobežojumi ietver:
Kopējais masas zudums (TML): mazāks par 1,0%
Savāktais gaistošais kondensējamais materiāls (CVCM): mazāk nekā 0,1%
Šie parametri nodrošina, ka materiāli neizdala pārmērīgi gaistošus savienojumus vakuuma un paaugstinātas temperatūras apstākļos.
Attīrīto metālu uzvedība
Pareizi apstrādātiem metāliem, piemēram, nerūsējošajam tēraudam un alumīnijam, ir ārkārtīgi zems izplūdes līmenis, ja:
Rūpīgi iztīrīts
Cepts vakuumā
Pareizi pasivēts vai elektropulēts
Tāpēc metāla virsmas ir vēlamais strukturālais pamats vakuuma sildīšanas plāksnēm.
Darbības apsvērumi vakuuma vidē
Katra virsma kā gāzes avots
Vakuuma inženierijā katra atklātā virsma veicina kopējo gāzes slodzi.
Pat nelieli piesārņojuma slāņi var dominēt sistēmas darbībā agrīnās sūknēšanas{0}}darbības fāzē.
Rezultātā materiālu izvēle ir mazāka par veiktspējas uzlabošanu, bet gan uz nevajadzīgu gāzes izdalīšanās veicinātāju novēršanu.
Siltuma riteņbraukšanas efekti
Atkārtoti apkures un dzesēšanas cikli var veicināt notverto gāzu difūziju no pazemes slāņiem. Materiāli ar porainām struktūrām vai polimēru ieslēgumiem laika gaitā mēdz pasliktināties, savukārt blīvās metāla virsmas paliek stabilas.
Secinājums
Sildīšanas plāksnes izvēle vakuuma lietojumiem prasa ārkārtīgi disciplinētu pieeju materiālu un virsmu inženierijai. Optimālais risinājums priekšsildīšanas plākšņu materiāls pārklājums augsts vakuums zems izplūdes gāzessistēmu pamatā parasti ir 316 l nerūsējošais tērauds vai vakuuma alumīnijs, kas vajadzības gadījumā tiek kombinēts ar elektropulētu vai rūpīgi kontrolētu plānu pārklājumu.
Neizmantojiet tādus materiālus kā standarta PTFE, līmvielas, smērvielas un porainu anodētu apdari, jo tie pastāvīgi izdala gāzi un saglabā mitrumu. Tā vietā veiktspēja tiek panākta ar tīrību, struktūras vienkāršību un kontrolētu virsmas ķīmiju.
Obligāta vakuuma izspiešanas{0}}un hēlija noplūdes pārbaudes procedūra nodrošina, ka visas atlikušās gaistošās vielas un virtuālās noplūdes tiek novērstas pirms darbības.
Galu galā augstas{0}}vakuuma sildīšanas plākšņu dizainu nosaka ārkārtēja materiālu disciplīna. Šādās vidēs nevajadzīgu materiālu trūkums ir galvenā veiktspējas priekšrocība, un tīrība kļūst ne tikai par procesa prasību, bet arī par izmērāmu fizisko īpašību, kas regulē sistēmas stabilitāti.
