双测试室测量材料放气率的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双测试室测量材料放气率的装置及方法，属于真空计量领域。本发明专利技术的装置利用测试室对称的结构，分离规桥接在小孔的两侧，通过变换气体的流动通道，实时测量测试室内的本底。本发明专利技术的方法首先将试样放入高真空室内，抽气同时进行烘烤除气，然后将试样放出的气体引入测试室，动态平衡状态下测量小孔两边的压强差，通过已知的小孔流导得出总的放气量；再将试样放出的气体引入测试室，动态平衡状态下测量测试室和超高真空室内的压强，通过已知的小孔流导得出测试室内的放气量；最后取出试样，相减即得试样的放气量。本方法操作方便，可以实时测量测试室内的本底，有利于测量精度的提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，采用对称的双测试室，测量测试室和分离规产生的放气量，属于真空计量领域。
技术介绍
文 献Modification of the out gassing rate of stainless steel surface by plasmaimmersion ion implantation surface and coating technology 93 (1977) 318-326介绍了利用对称的结构测量测试室放气量的方法。该方法是利用完全对 称的测试系统，其中一个测试系统内置试样，利用固定流导法测量试样的放气量，另一个测 试系统内不放置试样，利用固定流导法测量试样的放气量，相减得到试样的放气量，除以表 面积得到试样的放气率。因此该方法采用用两套抽气系统，结构完全对称，结构复杂，严格 来讲，放试样的真空室本底和不放试样真空室内的本底还不会完全一样，只能近似测量真 空室内的本底，不能消除测量规本身x射线效应和电子激励脱附效应带来的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服已有技术的不足，测试室采用对称的结构，消除分离规 和测试室产生的影响，提高测量精度，而提供了一种双测试室测量材料放气率的原理图及 方法。 本专利技术采用一套高真空抽气系统，利用测试室的对称结构，可以实时测量测试室 和分离规产生的放气量。 本专利技术目的是通过下述技术方案实现 本专利技术的双测试室测量材料放气率的装置，包括高真空室、对称的测试室A和测 试室B、超高真空室、分离规、超高真空角阀A、超高真空角阀B、直通阀A和直通阀B，双分 子泵抽气系统，接口全部采用金属密封，耐高温烘烤。双分子泵抽气系统与超高真空室连 接；超高真空室与两个对称的测试室A和测试室B分别通过小孔相连通，小孔的直径范围 5. 7mm 14mrn，这样的设计可使其中小孔的流导范围在3L/s 18L/s ;分离规桥接于超高 真空室和测试室A之上，并且分离规与超高真空室和测试室连接处分别装有超高真空角阀 A和超高真空角阀B，用来控制气体的路径；测试室A和测试室B分别通过直通阀A、直通阀 B与高真空室连接，高真空室内置加热板。 其中，超高真空室、测试室和高真空室的极限真空度优于5X 10—8pa。 本专利技术的双测试室测量材料放气率的方法，包括下列步骤 1)对试样材料表面积的测量和预处理，然后把试样材料放入高真空室内； 2)启动双分子泵串联抽气机组，对超高真空室进行抽气，抽气系统的抽速为500 1500L/s ; 3)抽气的同时对整个装置进行烘烤除气，主要是为了真空系统有一个较小的本 底，烘烤温度以匀速率逐渐升至45°C 30(TC，保温时间范围24 48小时，然后再匀速率4逐渐降至室温，烘烤温度上升和下降的匀速率为20 40°C /h ; 4)对样品进行加热处理，加热温度范围45t: 25(rC，加热时间范围0 48小时； 5)打开直通阀，关闭直通阀，将试样材料放出的气体引入到测试室A中，当高真空室、测试室A、超高真空室的压力保持不变，就形成了动态平衡，达到动态平衡后，利用分离规分别测量测试室A内的压力P8和超高真空室内的压力P2 ;则可得到分离规、测试室A、高真空室、试样材料的放气量与P2、P8的关系式① Q0 = Q,Q2+Q3+Q4 = CX (P8_P2) ① 式中Q。-总的放气量，Pa L/s ; Q「分离规的放气量，Pa L/s ; Q2-测试室的放气量，Pa L/s ; Q3-高真空室的放气量，Pa L/s ; Q4-试样材料的放气量，Pa L/s ; C-小孔的流导，L/s; P8-直通阀A开，直通阀B关时，测试室内的压力，Pa ; P2-直通阀A(10)开，直通阀B(ll)关时，超高真空室内的压力，Pa; 6)打开直通阀，关闭直通阀，将试样材料放出的气体引入到测试室中B，当高真空室、测试室B、超高真空室的压力保持不变，就形成了动态平衡，达到动态平衡后，利用分离规分别测量测试室A内的压力Ps'和超高真空室内的压力P2';则可得到分离规、测试室A的放气量与&' 、P8'的关系式② Q。' = Q1+Q2 = CX (P8' _P2') ② 式中Q。'-分离规和测试室内的放气量，Pa L/s ; P8'-直通阀B开，直通阀A关时，测试室内的压力，Pa; P2'-直通阀B开，直通阀A关时，超高真空室内的压力，Pa; 7)由于测试室的对称结构，并且一直保持测量系统的动态平衡，所以&等于P2'， 用①-②得到③式 Q。-Q。' = Q3+Q4 = CX (P8_P8') ③ 8)在真空环境下通过传送机构将试样材料取出，重复步骤5) 7)，再次测量各个室的放气量，得到高真空室内的放气量Q3，则可通过④式得到试样材料的放气量 Q4 = Q0-Q0' -Q3 9)通过⑤式来得到试样材料的放气率q。 q = Q4/s ⑤ 式中q-试样的放气率，Pa m3/ (s cm2); s-试样的表面积，cm2 。 本专利技术与现有技术相比的有益效果是 (1)可以实时测量测试室内产生的放气量。 (2)采用对称的双测试室，改变气体的流动通道，不破坏测量过程中的动态平衡。 (3)测量高真空室和试样的放气量时，用一支电离规只测量测试室内的压力，有效 消除分离规本身x射线效应和电子激励脱附效应带来的影响。 (4)本系统全部用金属密封，便于烘烤，提高真空度。附图说明 图1是本专利技术双通道测量测试室放气量的装置结构图。 其中，l-串联的抽气机组，2-超高真空室，3-小孔A、4-小孔B，5-超高真空角阀A、 6_超高真空角阀B ;7-分离规，8测试室A、9-测试室B， 10-直通阀A， 11-直通阀B， 12-高 真空室，13-试样材料。具体实施例方式下面结合说明书附图，对本专利技术进行详细说明 本专利技术的双测试室测量材料放气率的装置如图1所示，包括高真空室12、对称的 测试室A8和测试室B9、超高真空室2、分离规7、超高真空角阀5、6、两个直通阀10和11，双 分子泵抽气系统l，接口全部采用金属密封，耐高温烘烤。双分子泵抽气系统1直接与超高 真空室2连接；超高真空室2与两个对称的测试室A8和测试室B9分别通过小孔相连通，小 孔的直径为8. lmm，这样的设计可使小孔的流导为6L/s ;分离规7桥接于超高真空室2和测 试室A8之上，并且分离规7与超高真空室2和测试室8连接处分别装有超高真空角阀5和 6，用来控制气体的路径；测试室A8和测试室B9分别通过直通阀A10、直通阀Bll与高真空 室12连接，高真空室12内置加热板。 其中，超高真空室、测试室和高真空室的极限真空度优于5X 10—8Pa。 本专利技术的双测试室测量材料放气率的方法，试样材料(13)选择MnZn铁氧体，包括下列步骤 1)对试样材料(13)表面积的测量和预处理，然后把试样材料(13)放入高真空室 12内； 2)启动双分子泵串联抽气机组，对超高真空室2进行抽气，抽气系统的抽速为 700L/s ; 3)抽气的同时对整个装置进行烘烤除气，主要是为了真空系统有一个较小的本 底，烘烤温度为30(TC，保温时间范围为48小时，然后再匀速率逐渐降至室温，烘烤温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
双测试室测量材料放气率的装置，包括高真空室（１２）、超高真空室（２）、分离规（７）、超高真空角阀Ａ（５）、超高真空角阀Ｂ（６）、直通阀Ａ（１０）和直通阀Ｂ（１１），双分子泵抽气系统（１）；其特征在于还包括：对称的测试室Ａ（８）和测试室Ｂ（９），双分子泵抽气系统（１）与超高真空室（２）连接；超高真空室（２）与两个对称的测试室Ａ（８）和测试室Ｂ（９）分别通过小孔相连通，小孔的直径范围５．７ｍｍ～１４ｍｍ；分离规（７）桥接于超高真空室（２）和测试室Ａ（８）之上，并且分离规（７）与超高真空室（２）和测试室（８）连接处分别装有超高真空角阀Ａ（５）和超高真空角阀Ｂ（６）；测试室Ａ（８）和测试室Ｂ（９）分别通过直通阀Ａ（１０）、直通阀Ｂ（１１）与高真空室（１２）连接，高真空室（１２）内置加热板。

【技术特征摘要】
双测试室测量材料放气率的装置，包括高真空室(12)、超高真空室(2)、分离规(7)、超高真空角阀A(5)、超高真空角阀B(6)、直通阀A(10)和直通阀B(11)，双分子泵抽气系统(1)；其特征在于还包括对称的测试室A(8)和测试室B(9)，双分子泵抽气系统(1)与超高真空室(2)连接；超高真空室(2)与两个对称的测试室A(8)和测试室B(9)分别通过小孔相连通，小孔的直径范围5.7mm～14mm；分离规(7)桥接于超高真空室(2)和测试室A(8)之上，并且分离规(7)与超高真空室(2)和测试室(8)连接处分别装有超高真空角阀A(5)和超高真空角阀B(6)；测试室A(8)和测试室B(9)分别通过直通阀A(10)、直通阀B(11)与高真空室(12)连接，高真空室(12)内置加热板。2. 如权利要求1所述的双测试室测量材料放气率的装置，其特征在于两个对称的测 试室A(8)和测试室B(9)位置对称且空间相等。3. 如权利要求1所述的双测试室测量材料放气率的装置，其特征在于超高真空室、测 试室和高真空室的极限真空度优于5X 10—8Pa。4. 双测试室测量材料放气率的方法，包括下列步骤1) 对试样材料(13)表面积的测量和预处理，然后把试样材料(13)放入高真空室(12)内；2) 启动双分子泵串联抽气机组(l)，对超高真空室(2)进行抽气，抽气系统的抽速为 500 1500L/s ;3) 抽气的同时对整个装置进行烘烤除气，烘烤温度以匀速率逐渐升至45°C 300°C， 保温时间范围24 48小时，然后再匀速率逐渐降至室温，烘烤温度上升和下降的匀速率为 20 40°C /h ;4) 对样品进行加热处理，加热温度范围45°C 25(TC，加热时间范围0 48小时；5) 打开直通阀A(10)，关闭直通阀B(11)，将试样材料(13)放出的气体引入到测试室 A(8)中，当高真空室(12)、测试室A(8)、超高真空室(2)的压力保持不变，就形成了动态平 衡，达到动态平衡后，利用分离规分别测量测试室A(8)内的压力Ps和超高真空室(2)内的 压力P2;则可得到分离规(7)、测试室A(8)、高真空室(12)、试样材料(13)的放气量与P2、 P8的关系式①Q。 = QM+Qs+Qa = CX (P8-P2) ①式中:Q...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯焱，李得天，张涤新，郭美如，曾祥坡，卢耀文，
申请(专利权)人：中国航天科技集团公司第五研究院第五一〇研究所，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]