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      真空技術中的清潔處理

      (一)概述
      真空技術中的清潔處理一般指的是真空裝置的結構材料、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,增加連接強度和氣密性,提高產品的壽命
      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:清洗后的殘余物質、手汗、自來水中的礦物質等;
      ⑤空氣中的塵埃及其它有機物。
      (三)污染的形成及其影響
      真空裝置由許多不同的零件組成,它們都是經過各種機械加工完成的,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,影響真空設備的極限真空。此外,污染物在大氣壓下吸附了大量的氣體,在真空環境中,這些氣體也要被釋放出來。構成了限制真空設備極限真空的因素。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。如真空干燥系統,經常使用后會受到蒸發出來的物質的污染;真空鍍膜機的內壁會被蒸鍍材料污染;
      離子束刻蝕設備的內壁會被工件濺射的濺散物污染;真空中的電子槍的燈絲,由于高溫蒸發會使其附近表面形成金屬膜;規管燈絲在高溫下蒸發,使陶瓷絕緣子上形成薄膜,破壞絕緣強度,影響測量的準確性。真空系統中的機械泵油和擴散泵油更是污染源,設備長期工作后會使設備內部形成明顯的油膜。這些污染同樣會影響設備的性能,應注意隨時清除。
      超高真空系統中,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量級。如不銹鋼長期暴露于大氣后,不進行任何處理,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,出氣率進一步降到1.3x10-6Pa·L/(s·m2)。好的清潔處理工藝,可以提高設備的極限真空。
      此外,在各類真空工藝生產中,例如電真空工藝、真空鍍膜工藝、真空焊接工藝等,都十分重視真空衛生間題。在電真空工藝中,要求裝配到高真空環境的零件,事先都必須小心地進行清洗處理,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原有氣體的純度變差,以致無法得到預期的特性。其次,污染物可使元件本身變質,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)產生不必要的次級發射等。利用各種清洗方法,使油脂、金屬細屑、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(包括玻璃鍍膜技術)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。就其化學特性來看,它可以處于離子態或共價態;可以是無機物或有機物。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。吸附現象、化學反應、浸析和干燥過程、機械處理以及擴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。在真空擴散焊接工藝中,焊接接頭的強度與表面清潔處理關系很大。有資料報導,焊接接頭表面粗糙度達到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、**、四氯化碳擦洗和真空中加熱等可提高焊接接頭的強度和接頭的特性穩定性。
      環境污染對真空衛生影響很大。環境污染物來自空氣、地板、墻壁、天花板、家具、衣服的灰塵、棉絨、煙灰、頭發和頭屑。為此,電真空器件的生產,一些特殊零、部件的生產,都要求在清潔車間或超潔凈車間里進行操作。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行,空氣必須經過兩級或多級過濾,相對濕度保持在50%以下。
      綜上所述,真空衛生涉及到真空系統、真空裝置和真空工藝生產各方面,涉及到真空裝置本身和特殊真空工藝對周圍環境的要求,這是一個值得重視的問題。

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