Có một số góp phần vào tải khí của hệ thống. Ở áp suất dưới ~0,1 mbar, áp suất phổ biến nhất thường là 'ra khí'.
Sự thoát khí là kết quả của việc khử hấp thụ các phân tử đã hấp thụ trước đó, khuếch tán khối lượng lớn, thẩm thấu và bay hơi. Sự hấp thụ xảy ra thông qua hai quy trình chính, hấp thụ vật lý và hấp thụ hóa học, và có thể được mô tả bằng cách sử dụng năm (hoặc sáu) đẳng nhiệt phân loại.
Những đóng góp cho tải khí đến từ đâu?
Nhìn vào tốc độ khử hấp thụ, tốc độ bơm và hấp thụ lại trên bề mặt, có thể tính toán lượng khí thải ròng của hệ thống.
Như được thể hiện trong Sơ đồ 1, các đóng góp cho tải khí của hệ thống có thể đến từ:
- Khí ban đầu hoặc khí 'số lượng lớn' trong hệ thống
- Tải trọng quy trình
- Phản hồi lại
- Rò rỉ
- Hệ thống xả
Đối với một hệ thống rò rỉ trong chân không cao (HV) không có tải quy trình, khử khí có thể góp phần lên đến 100% tải khí.
Hình 1: Tải khí trong hệ thống chân không
- Tải trọng quy trình
- Hệ thống xả
- Rò rỉ
- Phản hồi lại
- Khí ban đầu
Góp phần tương đối của các loài khác nhau vào tải khí thay đổi theo áp suất.
Đối với nhiều ứng dụng điện áp cao, hơi nước là mối quan ngại lớn về khí thải. Tuy nhiên, để đạt được UHV trong tất cả các hệ thống kim loại, việc thoát khí H2 là rất quan trọng.
Bảng dưới đây chia sẻ các tải khí lớn điển hình ở các áp suất khác nhau.
Áp suất (mbar) |
Tải khí lớn |
Môi trường |
Không khí (N2, O2, H2O, Ar, CO2) |
10-3 |
Hơi nước (75-95%), N2, O2 |
10-6 |
H2O, CO, CO2, N2 |
10-9 |
CO, H2, CO2, H2O |
10-10 |
H2, CO |
10-11 |
H2, CO |
4 cơ chế chính góp phần vào khử khí
- Sự bay hơi của chính vật liệu bề mặt thực tế (đối với kim loại, điều này là không đáng kể ở nhiệt độ vận hành điển hình)
- Khử hấp thụ: đây là quá trình hấp thụ ngược lại; giải phóng các phân tử liên kết với bề mặt của buồng và các thiết bị bên trong
- Sự khuếch tán: đây là chuyển động của các phân tử từ cấu trúc bên trong của vật liệu đến bề mặt
- Thẩm thấu: đây là chuyển động của các phân tử từ khí quyển bên ngoài qua khối lượng lớn đến bề mặt chân không
Mức độ mà mỗi chất này góp phần vào quá trình thoát khí phụ thuộc vào thành phần của cả khí và vật liệu bề mặt (và lịch sử của nó). Tỷ lệ thoát khí là tổng của những đóng góp này.
Tải tài liệu ứng dụng đầy đủ
