真空材料与工艺

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1、1.1 真空材料的种类真空材料的种类真空系统中所用的材料大致可分为两类：真空系统中所用的材料大致可分为两类：1)结构材料：是构成真空系统主体的材料，它将真结构材料：是构成真空系统主体的材料，它将真空系统与大气隔开，承受着大气压力。这类材料主空系统与大气隔开，承受着大气压力。这类材料主要是各种金属和非金属材料，包括可拆卸连接处的要是各种金属和非金属材料，包括可拆卸连接处的密封垫圈材料。密封垫圈材料。2)辅助材料：系统中某些零件连接处或系统漏气辅助材料：系统中某些零件连接处或系统漏气处的辅助密封用的真空封脂、真空封蜡、装配时用处的辅助密封用的真空封脂、真空封蜡、装配时用的粘接剂、焊剂、真空泵及系统

2、中用的真空油、吸的粘接剂、焊剂、真空泵及系统中用的真空油、吸气剂、工作气体及系统中所用的加热元件材料等。气剂、工作气体及系统中所用的加热元件材料等。1.2.1.1 材料的渗透性材料的渗透性 由于在真空容器器壁两侧的气体总是存在压力由于在真空容器器壁两侧的气体总是存在压力差，气体从密度大的一侧向密度小的一侧渗入、差，气体从密度大的一侧向密度小的一侧渗入、扩散、通过和逸出固体阻挡层的过程称为扩散、通过和逸出固体阻挡层的过程称为渗透渗透。该情况下的稳态流率称为该情况下的稳态流率称为渗透率渗透率。从微观的角度来看，渗透过程是按以下步骤进从微观的角度来看，渗透过程是按以下步骤进行的见图行的见图1 1).

3、首先，气体原子或分子碰撞到真空器壁的外外表首先，气体原子或分子碰撞到真空器壁的外外表并吸附在器壁的外外表；并吸附在器壁的外外表；2).吸附时有的气体分子能吸附时有的气体分子能离解成原子态；离解成原子态；3).气体分子或原子在入射一侧气体分子或原子在入射一侧的壁面表层到达与环境气压相对应的平衡溶解度；的壁面表层到达与环境气压相对应的平衡溶解度；4).由于表层浓度比较高，在浓度梯度的作用下气体由于表层浓度比较高，在浓度梯度的作用下气体向壁面的另一侧扩散，直到浓度均匀为止。扩散的向壁面的另一侧扩散，直到浓度均匀为止。扩散的气体分子原子，有的能与固体分子发生化学反气体分子原子，有的能与固体分子发生化学

4、反响，形成化合物；有的只形成不稳定的响，形成化合物；有的只形成不稳定的“假化合物假化合物；有的那么构成溶质；有的那么构成溶质；5).溶质气体扩散到器壁的溶质气体扩散到器壁的另一面重新结合成分子态另一面重新结合成分子态(如果存在步骤如果存在步骤2时时)后释放；后释放；或气体扩散到器壁的另一面后解吸和释出。或气体扩散到器壁的另一面后解吸和释出。在渗透过程中，扩散这一环节是最慢最关键的一步，在渗透过程中，扩散这一环节是最慢最关键的一步，它与渗透气体及壁面材料的种类和性质有密切关系。它与渗透气体及壁面材料的种类和性质有密切关系。一般说来，非金属材料没有步骤一般说来，非金属材料没有步骤2，在非金属，在非

5、金属材料塑料、橡胶、玻璃、陶瓷等外表上，气体材料塑料、橡胶、玻璃、陶瓷等外表上，气体分子不离解；而金属材料能溶解的气体多数是双原分子不离解；而金属材料能溶解的气体多数是双原子气体如子气体如H2、O2、N2等，具有步骤等，具有步骤2。但是在正常热条件下，几乎所有的惰性气体都不能但是在正常热条件下，几乎所有的惰性气体都不能溶解在金属材料的晶格中离子注入条件下除外，溶解在金属材料的晶格中离子注入条件下除外，因而也就不能渗透通过金属材料。因而也就不能渗透通过金属材料。在真空工程中所用的金属、玻璃、橡胶及塑料等，在真空工程中所用的金属、玻璃、橡胶及塑料等，对气体来说或多或少都可以渗透。其渗透量随不同对气

6、体来说或多或少都可以渗透。其渗透量随不同的气体和材料而异，而且差异较大。的气体和材料而异，而且差异较大。对金属：有些金属如：不锈钢、铜、铝、钼等对金属：有些金属如：不锈钢、铜、铝、钼等的气体渗透系数就很小，在大多数实际应用中可以的气体渗透系数就很小，在大多数实际应用中可以忽略不计。但对某些金属如：铁、镍等，氢气忽略不计。但对某些金属如：铁、镍等，氢气对它们就具有较高的渗透率。氢气对钢的渗透率随对它们就具有较高的渗透率。氢气对钢的渗透率随含碳量的增加而增加，所以选择低碳钢做真空室材含碳量的增加而增加，所以选择低碳钢做真空室材料为好；另外有些金属对气体的渗透具有选择性，料为好；另外有些金属对气体的

7、渗透具有选择性，如氢气就极容易渗透过钯，氧气易透过银等。可以如氢气就极容易渗透过钯，氧气易透过银等。可以利用这个性质对气体进行提纯和真空检漏。利用这个性质对气体进行提纯和真空检漏。气体对玻璃、陶瓷等的渗透：气体对玻璃、陶瓷等的渗透：一般是以分子态的形式进行的。渗透过程和气一般是以分子态的形式进行的。渗透过程和气体分子的体积及材料内部微孔大小有关。含纯二氧体分子的体积及材料内部微孔大小有关。含纯二氧化硅的石英玻璃的微孔孔径约为化硅的石英玻璃的微孔孔径约为4 4埃，其它玻璃因埃，其它玻璃因碱金属离子钾、纳、钡等填充于微孔之中，使碱金属离子钾、纳、钡等填充于微孔之中，使其有效孔径变小，所以各种气体对

8、石英玻璃的渗透其有效孔径变小，所以各种气体对石英玻璃的渗透性大，而对其它玻璃的渗透性就小。而氦分子的直性大，而对其它玻璃的渗透性就小。而氦分子的直径在各种气体分子中最小，所以氦对石英玻璃的渗径在各种气体分子中最小，所以氦对石英玻璃的渗透在气体固体配偶中是最大的。透在气体固体配偶中是最大的。1.2.1.2 材料的出气材料的出气 任何固体材料在制造过程中，及在大气环境下任何固体材料在制造过程中，及在大气环境下存放都能溶解、吸附一些气体。当材料置于真空中存放都能溶解、吸附一些气体。当材料置于真空中时，原有的动态平衡被破坏，材料就会因解溶、解时，原有的动态平衡被破坏，材料就会因解溶、解吸而出气。对一般

9、真空设备来说，材料的出气是真吸而出气。对一般真空设备来说，材料的出气是真空系统中最主要的气源。常用的出气速率单位有：空系统中最主要的气源。常用的出气速率单位有：Pa.L/s 2Pa.L/s 2。材料出气总量材料出气总量:出气速率通常与材料中的气体含量和温度成正比。出气速率通常与材料中的气体含量和温度成正比。所以有时如电真空器件也用高温下材料的出气所以有时如电真空器件也用高温下材料的出气总量作为选材依据。出气总量的单位：考虑体积含总量作为选材依据。出气总量的单位：考虑体积含量为主时可用量为主时可用 Pa.L/g Pa.L/g；考虑外表含量为主时那么；考虑外表含量为主时那么用用 Pa.L/cm2

10、Pa.L/cm2。对真空系统设计来说，仅有材料的出气速率的对真空系统设计来说，仅有材料的出气速率的数据还是不够的，因为有许多真空泵的抽气能力是数据还是不够的，因为有许多真空泵的抽气能力是有选择性的，所以进一步知道材料出气中的各种气有选择性的，所以进一步知道材料出气中的各种气体成分的比例，就能有针对性的选配适宜的真空泵，体成分的比例，就能有针对性的选配适宜的真空泵，得到更合理的设计。得到更合理的设计。1.2.1.3 材料的蒸发、升华、蒸气压材料的蒸发、升华、蒸气压 物质的状态依据一定的条件而相互转化。液态物质的状态依据一定的条件而相互转化。液态转化成气态的过程称为蒸发，固态转化成气态的过转化成气

11、态的过程称为蒸发，固态转化成气态的过程称为升华。程称为升华。在一定的温度下，在封闭的真空空间中，由于在一定的温度下，在封闭的真空空间中，由于液体或固体气化的结果，使空间的蒸气密度逐液体或固体气化的结果，使空间的蒸气密度逐渐增加，当到达一定的蒸气压力之后，单位时间内渐增加，当到达一定的蒸气压力之后，单位时间内脱离液体或固体外表的分子数与从空间返回液脱离液体或固体外表的分子数与从空间返回液体或固体外表的再凝结分子数相等，即蒸发体或固体外表的再凝结分子数相等，即蒸发或升华速率与凝结速率到达动态平衡，这时可或升华速率与凝结速率到达动态平衡，这时可认为气化停止，此时的蒸气压力称为该温度下，该认为气化停止

12、，此时的蒸气压力称为该温度下，该液体或固体的饱和蒸气压。液体或固体的饱和蒸气压。材料的材料的 蒸气压力蒸气压力 与与 放气压力放气压力 区分：区分：材料的放气压力与材料对气体的解吸、放气材料的放气压力与材料对气体的解吸、放气或渗透有关。虽然有时放气或热解吸造成的气体或渗透有关。虽然有时放气或热解吸造成的气体压力比材料固有的蒸气压力要高的多，但是通过压力比材料固有的蒸气压力要高的多，但是通过在真空下烘烤能够降低它们对气体压力的影响，在真空下烘烤能够降低它们对气体压力的影响，但是材料的蒸气压力却是材料本身所固有的、不但是材料的蒸气压力却是材料本身所固有的、不变的。变的。1.2.2 材料的其它性能材

13、料的其它性能 1)机械强度机械强度:系统的器壁承受大气的压力。系统的器壁承受大气的压力。2热学性能热学性能:系统承受温度的变化，材料的抗热系统承受温度的变化，材料的抗热冲击的特性。冲击的特性。3电磁性能：电磁性能：系统中的部件具备能完成某项功能系统中的部件具备能完成某项功能或工序所要求的电磁性能，同时这些性能又不能与或工序所要求的电磁性能，同时这些性能又不能与真空系统的要求相矛盾。真空系统的要求相矛盾。4 其它性能其它性能：光学性能例观察窗、硬度、光学性能例观察窗、硬度、抗腐蚀性、热导率和热膨胀等性能。抗腐蚀性、热导率和热膨胀等性能。1.2.3 真空材料的选材原那么真空材料的选材原那么1.2.

14、3.1 对真空壳体及内部零件材料的要求对真空壳体及内部零件材料的要求 1 足够的机械强度和刚度来保证壳体的承压能力；足够的机械强度和刚度来保证壳体的承压能力；2 气密性好。要保持一个完好的真空环境，器壁气密性好。要保持一个完好的真空环境，器壁材料不应存在多孔结构、裂纹或形成渗漏的其它缺材料不应存在多孔结构、裂纹或形成渗漏的其它缺陷。有较低的渗透速率和出气速率；陷。有较低的渗透速率和出气速率；3 在工作和烘烤温度下的饱和蒸气压要足够低。在工作和烘烤温度下的饱和蒸气压要足够低。4 化学稳定性好。化学稳定性好。5 热稳定性好。在工作温度范围内，保持良好的热稳定性好。在工作温度范围内，保持良好的真空性

15、能和机械性能。真空性能和机械性能。6有较好机械加工性能及焊接性能。有较好机械加工性能及焊接性能。1.2.3.2 对密封材料的要求对密封材料的要求 1 有足够低的饱和蒸气压。有足够低的饱和蒸气压。2 化学及热稳定性好。化学及热稳定性好。在密封部位，不因合理的在密封部位，不因合理的温升而发生软化，发生化学反响或挥发，甚至被大温升而发生软化，发生化学反响或挥发，甚至被大气冲破。气冲破。3 3 有一定的机械及物理性能。有一定的机械及物理性能。4 某些密封材料应能溶于某些溶剂中，以便更换时某些密封材料应能溶于某些溶剂中，以便更换时易于清洗掉。易于清洗掉。1.3 金属材料金属材料 在真空系统设计与制造中常

16、用的金属及其合在真空系统设计与制造中常用的金属及其合金材料主要有：低碳钢、不锈钢、铜、铝、镍、金材料主要有：低碳钢、不锈钢、铜、铝、镍、金、银、钨、钼、钽、铌、钛、铟、镓、可伐合金、银、钨、钼、钽、铌、钛、铟、镓、可伐合金、镍铬铁合金、磁性合金、铜合金、铸铁、金、镍铬铁合金、磁性合金、铜合金、铸铁、铸铜、铸铝等。铸铜、铸铝等。1.3.1 铸件铸件 铸件大多用于制造各种机械真空泵泵体。铸件大多用于制造各种机械真空泵泵体。要求铸件具有较高的致密性。要求铸件具有较高的致密性。当工作温度较高时，不应选用含有磷、当工作温度较高时，不应选用含有磷、锌、镉等元素的铜合金铸件。锌、镉等元素的铜合金铸件。1.3

17、.2 钢及不锈钢钢及不锈钢 1.3.2.1 钢钢 碳钢一般应用在低真空工作范围碳钢一般应用在低真空工作范围 外表处理：镀层涂覆或裸露抛光外表处理：镀层涂覆或裸露抛光 问题：外表放气、大气渗透问题：外表放气、大气渗透 设计设计热态热态工作真空系统时必须工作真空系统时必须注意注意：气体渗透气体渗透中低真空系统：中低真空系统：轴类、杆件、螺纹类零件以及重负荷的传动机轴类、杆件、螺纹类零件以及重负荷的传动机件等件等：真空容器壳体、阀、管道、蒸气流泵的泵体：真空容器壳体、阀、管道、蒸气流泵的泵体：45钢钢 导磁性的结构导磁性的结构：例磁控溅射靶的磁极靴：例磁控溅射靶的磁极靴 10#10#、1515、20

18、20钢及普通碳素结构钢钢及普通碳素结构钢例例Q235AQ235A 1.3.2.2 1.3.2.2 不锈钢不锈钢 奥氏体型不锈钢：奥氏体型不锈钢：马氏体型不锈钢马氏体型不锈钢：1.310-4Pa以上系统：奥体无磁不锈钢以上系统：奥体无磁不锈钢 工作范围：工作范围：270 900 耐高温、抗腐蚀或需要热处理淬火、调耐高温、抗腐蚀或需要热处理淬火、调质的轴、阀盖、封口等质的轴、阀盖、封口等 ：马体不锈钢：马体不锈钢 1.3.2.3 不锈复合钢板不锈复合钢板 不锈复合钢板是以碳钢为基体，以不锈复合钢板是以碳钢为基体，以不锈钢为复层经热迭轧制而成不锈钢为复层经热迭轧制而成 真空设备常用真空设备常用：1C

19、r18Ni9Ti Q235A 0Cr18Ni9Ti Q235A不适用不适用：内径小于：内径小于600 mm的真空装置的真空装置1.3.3.1 镍镍用途：阴极、栅极、阳极、吸气剂和热屏蔽罩用途：阴极、栅极、阳极、吸气剂和热屏蔽罩 及机械构件中的基体材料及机械构件中的基体材料 镍对大气，水、盐水、碱以及大多数的有机酸都具有抗腐蚀性。镍导磁性好，磁化强度大，在需要防止磁效应的场合禁止使用镍对氢具有很高的可渗透率和溶解度镍对氢具有很高的可渗透率和溶解度：1.3.3 有色金属有色金属 在高真空及超高真空中最常用的是在高真空及超高真空中最常用的是无氧铜无氧铜用途：喷嘴用途：喷嘴、障板、冷阱、密封、电极等、

20、障板、冷阱、密封、电极等 无氧铜有良好的真空气密性，对气体的溶解度低，无氧铜有良好的真空气密性，对气体的溶解度低，在室温下不渗透氢和氦，而且对氧气和水蒸气的敏感在室温下不渗透氢和氦，而且对氧气和水蒸气的敏感性差、塑性好。性差、塑性好。Cu不易使用温度过高，在不易使用温度过高，在200以上时以上时Cu的抗拉强的抗拉强度陡降；当温度超过度陡降；当温度超过500时，时，Cu的蒸气压比的蒸气压比Ni的蒸的蒸气压大约高一个数量级。无氧铜会被氧腐蚀，并在气压大约高一个数量级。无氧铜会被氧腐蚀，并在200以上时产生锈斑。它也会被含氧的酸腐蚀。以上时产生锈斑。它也会被含氧的酸腐蚀。1.3.3.2 铜铜1.3.

21、3.3 铝铝 特性：特性：1).密度小；密度小；2).导电、导热性好；导电、导热性好；3).在大气、水及局部腐蚀性介质中耐蚀性好在大气、水及局部腐蚀性介质中耐蚀性好因其外表形成的氧化铝膜；因其外表形成的氧化铝膜；4).延展性延展性良好；良好；5).强度低；强度低；6非磁性非磁性 纯铝熔点纯铝熔点 660660，在，在11001100以上时会很快地蒸以上时会很快地蒸发。铝和耐熔的加热材料之间易于相浸润。发。铝和耐熔的加热材料之间易于相浸润。真空室内的轻型支架真空室内的轻型支架、放电电极放电电极、扩散扩散泵的喷嘴泵的喷嘴、导流管导流管、挡油障板、挡油障板、分子泵分子泵中的叶片、密封垫片材料及耐腐蚀

22、及装中的叶片、密封垫片材料及耐腐蚀及装饰镀层材料等饰镀层材料等 铝的机械强度在铝的机械强度在200左右时迅速下降，铝的蒸左右时迅速下降，铝的蒸气压相对较高，因此只能用在气压相对较高，因此只能用在300以下的烘烤真空以下的烘烤真空系统中。系统中。铝难于进行普通熔焊和钎焊，一般焊接铝：真铝难于进行普通熔焊和钎焊，一般焊接铝：真空钎焊。空钎焊。用途：用途：设计应用注意问题设计应用注意问题：1.3.3.4 钛钛 钛可以加工成形，没有磁性，是理想的结构材钛可以加工成形，没有磁性，是理想的结构材料，适合用做镀膜设备中的磁控溅射靶、溅射料，适合用做镀膜设备中的磁控溅射靶、溅射离子泵的阴极等。离子泵的阴极等。

23、钛对活性气体如钛对活性气体如O2O2、N2N2、COCO、CO2CO2以及以及650650以上的水蒸气的吸附性很强以上的水蒸气的吸附性很强 ！应防止在！应防止在H2H2气氛中加热气氛中加热TiTi，因为这，因为这样能迅速形成样能迅速形成TiHTiH 1.1.3.3.5 锆锆 纯锆是一种特别活泼的金属，它特别对氢气及纯锆是一种特别活泼的金属，它特别对氢气及氢的同位素氘、氚等有较强的吸附能力。氢的同位素氘、氚等有较强的吸附能力。ZrZr的中子的中子截面很小；截面很小；ZrZr的二次电子发射产额低，的二次电子发射产额低，可以用来作吸气剂如锆铝吸气泵；可用可以用来作吸气剂如锆铝吸气泵；可用作中子窗；镀

24、在不希望发射二次电子的基体材料作中子窗；镀在不希望发射二次电子的基体材料上。上。特点：特点：用途：用途：铂铂Pt、铱、铱Ir 1.3.4 贵重金属贵重金属铂是延展性最好的金属之一，容易加工。铂是延展性最好的金属之一，容易加工。铂、铱在高温时不与氧反响铂、铱在高温时不与氧反响 抗氧化阴极热丝可采用在铱或铂铱合金的基材上涂抗氧化阴极热丝可采用在铱或铂铱合金的基材上涂覆一层高发射能力的材料。覆一层高发射能力的材料。可采用纯铱丝纯度可采用纯铱丝纯度99.999.9以上作基材，氧化钇以上作基材，氧化钇Y2O3Y2O3作为涂覆的发射材料。但这种氧化钇阴极不作为涂覆的发射材料。但这种氧化钇阴极不宜在有大量油

25、蒸汽的环境下工作，受沾污后，使发射宜在有大量油蒸汽的环境下工作，受沾污后，使发射性能下降。性能下降。1.3.4.2 钯钯(Pd)钯是一种价格相对廉价的贵重金属，钯是一种价格相对廉价的贵重金属，其硬度和强度类似于铂。其硬度和强度类似于铂。钯在空气中加热会被氧化；钯在空气中加热会被氧化；钯对钯对H2H2表现出很高的溶解度约体积的表现出很高的溶解度约体积的10001000倍。倍。钯对钯对H2H2的渗透率特别高尤其在的渗透率特别高尤其在400400时时 H2过滤器过滤器 和和 检漏仪中检漏仪中HPd法检漏法检漏 1.3.4.3 金金Au 金是一种延展性和可锻性都特别好的金属，是极金是一种延展性和可锻性

26、都特别好的金属，是极好的导电体。对气体尤其是氧气的化学吸附性或好的导电体。对气体尤其是氧气的化学吸附性或溶解度很弱。溶解度很弱。1.3.4.4 银银Ag 与金不同的是，银对与金不同的是，银对O2O2的溶解度很高，氧在加热的溶解度很高，氧在加热的银中扩散的快，与纯洁的氢气通过钯的方式一样。的银中扩散的快，与纯洁的氢气通过钯的方式一样。1.3.5 软金属软金属1.3.5.1 铟铟In 铟是一种特别软、低熔点156的金属，它的蒸气压很低。1.3.5.2 镓镓Ga 镓的熔点很低，在镓的熔点很低，在30时熔化，但是镓的蒸气压时熔化，但是镓的蒸气压相当低，因此可用做液体密封材料。相当低，因此可用做液体密封

27、材料。难熔金属难熔金属1.钨钨(W)钨腐蚀：热的王水和钨腐蚀：热的王水和 1:1 1:1的的HFHF与与HNOHNO3 3的混合液的混合液 钨在常用的难熔材料中熔点钨在常用的难熔材料中熔点(3400 C)最高，而相应的蒸气最高，而相应的蒸气压最低。钨是一种很硬、比较脆，压最低。钨是一种很硬、比较脆，化学性质很稳定的元素，钨没有化学性质很稳定的元素，钨没有磁性。磁性。1.3.6.2 钼钼Mo 钼是一种硬度高、无磁性、化学性质稳定的难钼是一种硬度高、无磁性、化学性质稳定的难熔熔(2610)(2610)金属。它只在高温时表现出氧化性，金属。它只在高温时表现出氧化性，钼腐蚀：热的稀钼腐蚀：热的稀HCl

28、溶液溶液 1:1的HF与HNO3混合液的混合液的1.3.6.3 钽钽Ta 钽是一种重量轻、强度高的难熔金属。它的熔点很高2900、蒸气压很低、对所有的活泼气体包括氢在内都具有较明显的吸气性能。钨、钼材料制成的蒸发源钨、钼材料制成的蒸发源蒸发源材料的熔点和相应的饱和蒸汽压的温度蒸发源材料的熔点和相应的饱和蒸汽压的温度1.3.6.4 铼铼Re 铼的熔点铼的熔点(3176 C)很高仅次于钨，在高温时，很高仅次于钨，在高温时，蒸气压低。铼在退火后的强度和延展性都很好，但蒸气压低。铼在退火后的强度和延展性都很好，但是铼的外表硬度极高，使某些机械加工比较困难。是铼的外表硬度极高，使某些机械加工比较困难。铼

29、不受铼不受HF或或HCl的腐蚀，抗氧化能力和抗碳化能的腐蚀，抗氧化能力和抗碳化能力比钨好力比钨好。1.3.7 汞汞Hg 汞是一种重金属，在室温下呈液态。汞的导电汞是一种重金属，在室温下呈液态。汞的导电性能很好，膨胀系数变化很小，外表张力大，但蒸性能很好，膨胀系数变化很小，外表张力大，但蒸气压比较高。汞在空气中的蒸发速率很高室温下气压比较高。汞在空气中的蒸发速率很高室温下为为10-4g -2.s-110-4g -2.s-1，能轻微地氧化。，能轻微地氧化。可用作多种开关、温度计、压力计如麦氏计可用作多种开关、温度计、压力计如麦氏计和液态密封材料。和液态密封材料。！汞蒸气汞蒸气有毒有毒，因此汞应在密

30、闭的环境中使用。因此汞应在密闭的环境中使用。用途：用途：1.3.8 可伐合金可伐合金 可伐可伐(Kovar)是一种铁镍钴合金，它是在玻璃是一种铁镍钴合金，它是在玻璃金属密封封接中最常用的合金。它的膨胀系数与金属密封封接中最常用的合金。它的膨胀系数与几种硬质玻璃、陶瓷相匹配。几种硬质玻璃、陶瓷相匹配。可伐的抗腐蚀性不如不锈钢可伐的抗腐蚀性不如不锈钢 铬铬 铬的熔点是1900(1Pa时，蒸发温度为1397)。铬的附着力强，可以作为附着力较差的镀膜材料的“附着剂，即做为基体和膜层界面的过渡金属。1.4 非金属材料非金属材料 真空系统中常用的非金属材料真空系统中常用的非金属材料:密封材料密封材料和绝缘

31、材料和绝缘材料 玻璃玻璃 玻璃是由多种无机氧化物熔炼而成的，其主要成份是二氧化硅SiO2。玻璃只有软化点而无确切的熔点和凝固点，其粘玻璃只有软化点而无确切的熔点和凝固点，其粘度或刚性随温度的升高而逐渐下降。玻璃很硬、刚性度或刚性随温度的升高而逐渐下降。玻璃很硬、刚性和脆性很大，且大多数是透明的，化学性质稳定，对和脆性很大，且大多数是透明的，化学性质稳定，对大多数气体来说，玻璃的渗透率非常低。大多数气体来说，玻璃的渗透率非常低。真空技术中用玻璃的优缺点真空技术中用玻璃的优缺点 玻璃的分类玻璃的分类 软玻璃：软玻璃：热膨胀系数在热膨胀系数在70107mm.mm-1-1；硬玻璃：硬玻璃：热膨胀系数在

32、热膨胀系数在(565)107mm.mm11之间。之间。不同氧化物与二氧化硅的熔合，可以制成不同特不同氧化物与二氧化硅的熔合，可以制成不同特性的玻璃，分类如性的玻璃，分类如下：下：1 1铅玻璃铅玻璃 ：含有：含有35356565的的SiO2SiO2和和Al2O3Al2O3、氧化、氧化铅铅1515和碱性氧化物。和碱性氧化物。铅玻璃极易加工、电阻率很高。常用制作照明灯具灯泡铅玻璃极易加工、电阻率很高。常用制作照明灯具灯泡和灯管等。重铅玻璃通常较软，一般用来屏蔽辐射。和灯管等。重铅玻璃通常较软，一般用来屏蔽辐射。2 2钠钙玻璃钠钙玻璃 ：含有：含有65657575SiO2 SiO2 和和 Al2O3

33、Al2O3、1515Na2ONa2O、1010CaOCaO石灰及其它氧化物石灰及其它氧化物 大多数的钠钙玻璃和铅玻璃同属于软玻璃大多数的钠钙玻璃和铅玻璃同属于软玻璃 3 3硼硅玻璃硼硅玻璃 ：75759595的的SiO2 SiO2 和矾土，其余和矾土，其余成分主要是氧化硼。成分主要是氧化硼。硼硅玻璃的热膨胀系数低而电阻高，抗热冲击性硼硅玻璃的热膨胀系数低而电阻高，抗热冲击性好并且化学性质稳定。好并且化学性质稳定。用途：太阳能集热管等用途：太阳能集热管等 4 4石英玻璃石英玻璃 ：所含的：所含的 SiO296%SiO296%石英玻璃的热膨胀系数非常低，能承受很大的热石英玻璃的热膨胀系数非常低，能

34、承受很大的热冲击。可在冲击。可在900高温下持续使用，只有在高温下持续使用，只有在12001500时才变软。石英玻璃的硬度比硼硅玻璃高，时才变软。石英玻璃的硬度比硼硅玻璃高，加工更困难。加工更困难。0.4nm.各种气体对石英玻璃的渗透性大，氦对石英玻各种气体对石英玻璃的渗透性大，氦对石英玻璃的渗透在气体固体配偶中是最大的。璃的渗透在气体固体配偶中是最大的。1.4.1.4 玻璃的粘度玻璃的粘度、热膨胀系数与热导率、热膨胀系数与热导率 电阻率与电击穿强度电阻率与电击穿强度 玻璃的机械性能玻璃的机械性能 。1 电阻率 2 电击穿强度:体电阻率值很高可达1019 产生电击穿所需的电场强度产生电击穿所需

35、的电场强度 玻璃的抗化学腐蚀性能玻璃的抗化学腐蚀性能 玻璃的渗透率与放气玻璃的渗透率与放气 室温下玻璃的蒸气压极低。除了H2和He之外，实际上玻璃对其余所有的气体都不渗透。在制备玻璃过程中，气体被捕获于玻璃内部成为合成产物，而且还被吸附在外表上。010203040500100200300400500600700温度（。C）出气量毫米3（标准状态）钠钙玻璃最大放气量在140，铅玻璃在175，硼硅玻璃在300。1.4.2 陶瓷陶瓷1 1.陶瓷的性质陶瓷的性质 真空中常用的陶瓷真空中常用的陶瓷硬而脆、强度高、热稳定性好，能承受高温软化硬而脆、强度高、热稳定性好，能承受高温软化温度约为温度约为1900

36、和高场强。和高场强。1 硅酸盐陶瓷硅酸盐陶瓷 硬瓷、镁硬瓷、镁-铝硅酸盐、无碱铝陶瓷、锆石陶瓷铝硅酸盐、无碱铝陶瓷、锆石陶瓷2 氧化物陶瓷氧化物陶瓷 氧化铝蓝宝石，氧化铝蓝宝石，Al2O3Al2O3MgO陶瓷陶瓷 3 可机械加工的陶瓷可机械加工的陶瓷Macor、Lavas、氮化硼、氮化硼BN 1.4.3 塑料1.4.3.1 氟塑料聚四氟乙烯良好的电绝缘性能良好的电绝缘性能 化学性质十分稳定化学性质十分稳定 进行切削加工进行切削加工 改性聚四氟乙烯改性聚四氟乙烯：烧结成形时参加不同的添料烧结成形时参加不同的添料 用途用途：密封垫片、永久或移动的引入装置的密封、绝密封垫片、永久或移动的引入装置的密

37、封、绝缘元件和低摩擦的运动元件等缘元件和低摩擦的运动元件等 应用温度范围为应用温度范围为8080200200，最高工作温度可到达最高工作温度可到达250250。1.4.3.2 聚乙烯和聚丙烯聚乙烯和聚丙烯 尼龙尼龙1.4.3.5 1.4.3.5 有机玻璃有机玻璃低于100以下使用 蒸气压可到达510-5Pa。碳碳(石墨石墨)及碳纤维制品及碳纤维制品 1.4.4.2 碳石墨纤维碳石墨纤维 1.4.5 橡胶橡胶 天然乳胶制成的硫化橡胶、合成橡胶天然乳胶制成的硫化橡胶、合成橡胶 1.4.5.1软硫化橡胶软硫化橡胶 在天然橡胶中参加填料和添加剂使之硬化在天然橡胶中参加填料和添加剂使之硬化和硫化而成和硫

38、化而成 外表呈多孔状，放气量大外表呈多孔状，放气量大H2H2、碳氢化合物以及易挥发、碳氢化合物以及易挥发气体。室温下的蒸气压高气体。室温下的蒸气压高10-2Pa10-2Pa，对大多数的，对大多数的气体特别是气体特别是H2H2和和CO2CO2的渗透率高。的渗透率高。只限用于工作在室温或接近室温的连续抽空的粗、只限用于工作在室温或接近室温的连续抽空的粗、低真空系统。常用做垫片和胶管。低真空系统。常用做垫片和胶管。合成橡胶合成橡胶 分为普通、耐油、耐热几种。放气率和透气率显著分为普通、耐油、耐热几种。放气率和透气率显著低于普通软橡胶。低于普通软橡胶。1).丁基、氯丁、丁晴橡胶：低、高真空中广泛采用丁

39、基、氯丁、丁晴橡胶：低、高真空中广泛采用工作温度范围：工作温度范围：2080，在，在90100时出时出现永久变形，在低于现永久变形，在低于20时弹性减弱。时弹性减弱。氯丁橡胶氯丁橡胶：在真空中易挥发，适用于低真空在真空中易挥发，适用于低真空 丁基橡胶丁基橡胶：用于用于1.310-5 Pa的真空中，当真空度高于的真空中，当真空度高于1.310-6 Pa时，出现升华，其重量损失可达时，出现升华，其重量损失可达30 丁晴橡胶丁晴橡胶：耐油性及其它各项性能均较完善，在真空耐油性及其它各项性能均较完善，在真空中的放气量和透气性比丁基橡胶大，适用于中的放气量和透气性比丁基橡胶大，适用于1.310-4 Pa

40、以下的真空密封以下的真空密封 2).2).氟橡胶：是一种耐热耐油性好、放气量小、透气氟橡胶：是一种耐热耐油性好、放气量小、透气性低的真空材料。适用于高真空和超高真空中。性低的真空材料。适用于高真空和超高真空中。工作温度：工作温度：1010200200，可以短时间在，可以短时间在270270下工作。下工作。在高温、高真空下具有较小的出气率和极小的升华失重值，在高温、高真空下具有较小的出气率和极小的升华失重值，因而它的真空性能极好。因而它的真空性能极好。在在1.31.310-7 Pa10-7 Pa压力下因升华只减少重量的压力下因升华只减少重量的2%2%左右，并不影左右，并不影响密封。所以氟橡胶可用

41、于响密封。所以氟橡胶可用于1.31.310-710-71.31.310-8 Pa10-8 Pa的超高的超高真空密封。真空密封。由于氟橡胶是长链聚合物分子量达由于氟橡胶是长链聚合物分子量达60,00060,000，所以它对过，所以它对过氧化氢、氧、臭氧、许多溶剂油及润滑剂都不起反响。氧化氢、氧、臭氧、许多溶剂油及润滑剂都不起反响。真空密封橡胶的选择真空密封橡胶的选择 正确的密封结构设计正确的密封结构设计 合理选择密封材料合理选择密封材料影响真空密封性能的主要因素：影响真空密封性能的主要因素：耐热性、压缩变形性、漏气率、气透性、出气耐热性、压缩变形性、漏气率、气透性、出气率及升华失重率及升华失重

42、1)耐热性耐热性：保证真空系统烘烤除气的顺利进行保证真空系统烘烤除气的顺利进行 一般烘烤温度在一般烘烤温度在120120以下和以下和10-5Pa10-5Pa的真空度下，采用的真空度下，采用丁基或丁晴橡胶；如果要求更高的烘烤温度，并且要求在丁基或丁晴橡胶；如果要求更高的烘烤温度，并且要求在超高真空环境中工作的，那么需采用氟橡胶。超高真空环境中工作的，那么需采用氟橡胶。2)耐压缩变形性耐压缩变形性 保证密封的可靠性和密封寿命，真空密封橡胶应具有较小保证密封的可靠性和密封寿命，真空密封橡胶应具有较小的压缩变形值小于的压缩变形值小于3535 3)漏气率漏气率 d0试样原高度；试样原高度；ds试样压缩后

43、的高度；试样压缩后的高度；d1压缩后在相同温压缩后在相同温度下保持一定时间，然后经度下保持一定时间，然后经30 min 卸载并冷却到卸载并冷却到25时的试样高时的试样高度。度。%100010skddddC 4)气透性气透性：由于材料的内部结构所决定由于材料的内部结构所决定，不同橡胶不同橡胶在不同温度下对空气的气透性不同在不同温度下对空气的气透性不同不同的气体在不同橡胶中的气透性也不一样不同的气体在不同橡胶中的气透性也不一样 在同一气体中，气透性大小的顺序为：天然橡胶丁苯胶在同一气体中，气透性大小的顺序为：天然橡胶丁苯胶丁晴胶氯丁胶丁基胶丁晴胶氯丁胶丁基胶 5)出气率出气率：在一定温度下，单位时

44、间内橡胶单位面在一定温度下，单位时间内橡胶单位面积上的出气量积上的出气量 真空密封中一般要求在真空密封中一般要求在10104 410105 5 Pa.L/s Pa.L/s 在在25温度下，抽气一小时后，出气率的计算公式：温度下，抽气一小时后，出气率的计算公式：K=10-2 u 1/2 式中式中 K 出气率出气率 u 气体渗透系数气体渗透系数各种橡胶出气率的大小排列：氯醇橡胶乙烯基硅橡胶各种橡胶出气率的大小排列：氯醇橡胶乙烯基硅橡胶天然橡胶丁晴橡胶氯丁橡胶氟橡胶天然橡胶丁晴橡胶氯丁橡胶氟橡胶。6)橡胶的升华：橡胶在一定的真空度和温度下的失橡胶的升华：橡胶在一定的真空度和温度下的失重叫升华重叫升华

45、 。一般要求升华值小于一般要求升华值小于1010 按真空升华值的大小，对各种橡胶作如下排列：按真空升华值的大小，对各种橡胶作如下排列：天然橡胶丁晴橡胶氯丁橡胶氯醇橡胶天然橡胶丁晴橡胶氯丁橡胶氯醇橡胶乙烯硅橡胶氟橡胶。乙烯硅橡胶氟橡胶。在高真空系统中，橡胶密封元件对真空系统在高真空系统中，橡胶密封元件对真空系统极限压力的主要影响因素是材料的极限压力的主要影响因素是材料的漏气率漏气率和和出气率出气率。1.5 其它真空材料其它真空材料1.5.1 真空泵的工作介质真空泵的工作介质 机械泵油：适当的粘度、较低的饱和蒸气压。机械泵油：适当的粘度、较低的饱和蒸气压。扩散泵油：为了获得较低的入口压力及较少的返

46、流扩散泵油：为了获得较低的入口压力及较少的返流 率，要求泵油在常温下具有很低的饱和蒸气压，含率，要求泵油在常温下具有很低的饱和蒸气压，含易挥发轻馏分的成份少、溶解气体的能力低，易挥发轻馏分的成份少、溶解气体的能力低，粘度适宜。同时希望在锅炉温度下，泵油具有较高粘度适宜。同时希望在锅炉温度下，泵油具有较高的蒸气压以保证足够密度的蒸汽射流抽气。热稳定的蒸气压以保证足够密度的蒸汽射流抽气。热稳定性及抗高温氧化性好。性及抗高温氧化性好。扩散喷射泵油：由于要求油增压泵在高压力扩散喷射泵油：由于要求油增压泵在高压力101010-2Pa10-2Pa下有较高的抽气量，所以泵油的热稳定性下有较高的抽气量，所以泵

47、油的热稳定性和抗氧化性一定要好。在锅炉温度下有较高的饱和和抗氧化性一定要好。在锅炉温度下有较高的饱和蒸汽压室温下的蒸汽压并不需要很低，馏分要蒸汽压室温下的蒸汽压并不需要很低，馏分要窄。窄。1.5.2 辅助密封材料辅助密封材料 真空辅助密封材料主要依据真空密封的部位和真真空辅助密封材料主要依据真空密封的部位和真空度不同分为封蜡、封脂、封泥和封漆等。空度不同分为封蜡、封脂、封泥和封漆等。1)真空封蜡真空封蜡 2)真空封脂真空封脂：主要用于真空系统的磨口、活拴及活主要用于真空系统的磨口、活拴及活动连接处的密封和润滑，是一种脂膏状物质。动连接处的密封和润滑，是一种脂膏状物质。3)真空封泥真空封泥：由高

48、粘度低蒸气压的石蜡与高岭土为由高粘度低蒸气压的石蜡与高岭土为主要原料混合而成的一种油泥。主要原料混合而成的一种油泥。适于低真空系统略有振动且经常拆卸的部位，或适于低真空系统略有振动且经常拆卸的部位，或临时密封用。临时密封用。4)真空漆：刷涂或喷涂于零件外表及焊缝用来堵真空漆：刷涂或喷涂于零件外表及焊缝用来堵漏或防止漏或防止H2渗入金属器壁中。渗入金属器壁中。饱和蒸气压较低约饱和蒸气压较低约1104 Pa，在枯燥和，在枯燥和硬化后能承受硬化后能承受200以下的温度，具有良好的抗以下的温度，具有良好的抗腐蚀能力。腐蚀能力。5.3 真空粘接剂真空粘接剂 1).环氧树脂封胶环氧树脂封胶 是胶合能力特别

49、强的一种胶合剂是胶合能力特别强的一种胶合剂,它的饱和蒸汽压它的饱和蒸汽压较低较低,使用温度高，即使在使用温度高，即使在200温度下，也能保证可温度下，也能保证可靠的密封及足够的机械强度。能用在靠的密封及足够的机械强度。能用在10-4Pa的真空系统的真空系统中中。可与金属、陶瓷或玻璃形成高强度的粘合。并可可与金属、陶瓷或玻璃形成高强度的粘合。并可耐耐120烘烤，长期保持牢固烘烤，长期保持牢固。3).厌氧胶厌氧胶 ：厌氧胶是单组分胶，室温固化。使用时操作简单，：厌氧胶是单组分胶，室温固化。使用时操作简单，不需配比混合，它不含溶剂，渗透性好，能渗入并填满整个漏不需配比混合，它不含溶剂，渗透性好，能渗

50、入并填满整个漏缝空间缝空间。固化后强度高剪切强度高达固化后强度高剪切强度高达250350kg/cm2，且能耐油、，且能耐油、盐、酸、碱、有机溶剂等介质的腐蚀，绝缘强度高，膨胀系数盐、酸、碱、有机溶剂等介质的腐蚀，绝缘强度高，膨胀系数与铁相接近，对金属有防锈作用。与铁相接近，对金属有防锈作用。受到工作温度和蒸气压的限制，仅适用于使用温度在受到工作温度和蒸气压的限制，仅适用于使用温度在150以下的以下的一般真空系统，不宜在需要烘烤的超高真空和洁净真空场合下应用。一般真空系统，不宜在需要烘烤的超高真空和洁净真空场合下应用。真空中所用的吸气剂分真空中所用的吸气剂分 蒸散型蒸散型 和和 非蒸散型非蒸散型

51、 两类两类 1.5.4 吸气剂与吸附剂吸气剂与吸附剂 1.5.4.1 吸气剂吸气剂(1).蒸散型吸气剂蒸散型吸气剂：如钙、镁、锶、钡等。目前常：如钙、镁、锶、钡等。目前常用的主要有钡铝合金用的主要有钡铝合金BaAl4吸气剂。吸气剂。主要用于电真空器件中主要用于电真空器件中，如，如用于显象管等器件中用于显象管等器件中。(2).非蒸散型吸气剂是体积型的吸气剂涂层型非蒸散型吸气剂是体积型的吸气剂涂层型 做成线、条粉状放于器件的栅、阳极等处高温吸气一般工作温度为600，但是在低温下它们不吸气。吸附剂与吸气剂相反，它是在低温下具有良好吸附剂与吸气剂相反，它是在低温下具有良好的吸气性能，温度升高时要解吸放

52、气的吸气性能，温度升高时要解吸放气 吸附剂吸附剂 这类吸附剂常用于冷吸附泵、阱用物理吸附剂。这类吸附剂常用于冷吸附泵、阱用物理吸附剂。常用的有：分子筛、活性碳、活性氧化铝、硅胶等。常用的有：分子筛、活性碳、活性氧化铝、硅胶等。分子筛是一种人工合成的吸附剂，其原粉的粒度范围为分子筛是一种人工合成的吸附剂，其原粉的粒度范围为1 110m10m。分子筛的容积大约有一半是空腔。小于晶孔直径的气。分子筛的容积大约有一半是空腔。小于晶孔直径的气体分子即可通过晶孔而吸附于晶穴的内外表。其巨大的内外体分子即可通过晶孔而吸附于晶穴的内外表。其巨大的内外表积决定了分子筛能大量吸气的特性。例如：表积决定了分子筛能大

53、量吸气的特性。例如：5A5A型的内外表型的内外表积为积为585m2/g585m2/g，13X13X型的内外表积为型的内外表积为520m2/g520m2/g。在液氮温度下，。在液氮温度下，分子筛吸附的气体体积约为其自身体积的分子筛吸附的气体体积约为其自身体积的5050110110倍。由于分倍。由于分子筛晶体是离子型的，它对气体的吸附能力与气体分子的极子筛晶体是离子型的，它对气体的吸附能力与气体分子的极性有关。性有关。硅胶硅胶SiO2SiO2：硅胶是一种无毒、无腐蚀性的多孔：硅胶是一种无毒、无腐蚀性的多孔结晶体物质，不溶于水，可溶于苛性纳溶液。硅结晶体物质，不溶于水，可溶于苛性纳溶液。硅胶的孔隙率

54、可到达胶的孔隙率可到达70%70%，平均孔径为，平均孔径为4 410107cm7cm，平均密度约平均密度约650kg/m3650kg/m3，吸湿能力可达其质量的，吸湿能力可达其质量的30%30%。硅胶有原色硅胶和变色硅胶之分。变色硅。硅胶有原色硅胶和变色硅胶之分。变色硅胶吸湿后其颜色将变成红色，因此用它作原色硅胶吸湿后其颜色将变成红色，因此用它作原色硅胶吸湿指示剂，当其颜色变红以后，说明吸湿已胶吸湿指示剂，当其颜色变红以后，说明吸湿已饱和，即可拿去再生。可以通过再生处理后再重饱和，即可拿去再生。可以通过再生处理后再重复使用，它们的吸气过程是物理作用。再生是用复使用，它们的吸气过程是物理作用。再

55、生是用150150180180的热空气加热。再生后的硅胶仍能继的热空气加热。再生后的硅胶仍能继续使用，但其吸气能力有所下降。续使用，但其吸气能力有所下降。2 真空材料及部件的清洗真空材料及部件的清洗2.12.1 概述概述外表污染物：外表污染物：1蒸汽压很高，蒸汽压很高，2吸附了大量气体。吸附了大量气体。污染的来源：最初的污染常常是外表本身形成过程污染的来源：最初的污染常常是外表本身形成过程中的一局部。而吸附现象、化学反响、浸析、枯燥中的一局部。而吸附现象、化学反响、浸析、枯燥过程、机械处理以及扩散和离析过程都使各种成分过程、机械处理以及扩散和离析过程都使各种成分的外表污染物增加。的外表污染物增

56、加。常见的真空材料外表上的污染物有以下几种类型：常见的真空材料外表上的污染物有以下几种类型：1 1加工、装配、操作时沾染上的润滑剂、切削液、焊剂、粘接加工、装配、操作时沾染上的润滑剂、切削液、焊剂、粘接剂、真空油脂等；剂、真空油脂等；2 2水基类：操作时的汗迹、指纹、吹气时的水汽、唾液等；水基类：操作时的汗迹、指纹、吹气时的水汽、唾液等；3 3外表氧化物：材料长期放置在空气中或放置在潮湿空气中所外表氧化物：材料长期放置在空气中或放置在潮湿空气中所形成的外表氧化物；形成的外表氧化物；4 4酸、碱、盐类物质：清洗时的剩余物质、水中的矿物质等；酸、碱、盐类物质：清洗时的剩余物质、水中的矿物质等；5

57、5抛光残渣及环境空气中的尘埃和其它有机物等。抛光残渣及环境空气中的尘埃和其它有机物等。6 6在真空设备的使用过程中，造成的真空系统再污染；在真空设备的使用过程中，造成的真空系统再污染；清洗的目的：改进真空系统中所有器壁和组件外表在工作条件下的工作稳定性。工作条件包括：高温、低温、以及电子、离子、光子或重粒子的发射和轰击。清洗后得到的外表分为两类：原子级清洁外表 和 工艺技术上的清洁外表。原子级清洁外表：仅能在严格控制的超高真空条件原子级清洁外表：仅能在严格控制的超高真空条件下实现，一般需要通过较长的时间过程来实现，采下实现，一般需要通过较长的时间过程来实现，采用如加热、粒子轰击、溅射、气体反响

58、等技术手段用如加热、粒子轰击、溅射、气体反响等技术手段在特定的外表区域内获得。在特定的外表区域内获得。工艺技术上的清洁外表：保证所有的外表尽可能没有工艺技术上的清洁外表：保证所有的外表尽可能没有其它微观结构物质，并且使清洗后外表的各种分子约其它微观结构物质，并且使清洗后外表的各种分子约束得更紧密，在基体相上没有明显的化学物质。束得更紧密，在基体相上没有明显的化学物质。2.2 2.2 外表清洗的根本方法外表清洗的根本方法2.2.1 2.2.1 溶溶 剂剂 清清 洗洗1 1软化水或纯水软化水或纯水 离子杂质：如离子杂质：如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Al3+、Zn2+、Cu2+、N

59、i2、Mn2、H、NH4、SO4、Cl、NO3、HCO3、CO3、PO43、OH一一、SiO32等。阳离子和等。阳离子和阴离子结合为可溶性盐类存在于水中阴离子结合为可溶性盐类存在于水中 高纯水：纯度可达高纯水：纯度可达999999，其电阻率达，其电阻率达18106 cm以上以上 原理：纯水较强的溶解能力、水分子的极性和水的冲刷作用而原理：纯水较强的溶解能力、水分子的极性和水的冲刷作用而到达去污目的。因为水分子是有极性的，其正负电中心不重合，到达去污目的。因为水分子是有极性的，其正负电中心不重合，一端显示出正电性，另一端显示出负电性，对带电离子有吸引一端显示出正电性，另一端显示出负电性，对带电离

60、子有吸引作用。正是由于这种作用，能将浸入纯水中的物体外表所吸附作用。正是由于这种作用，能将浸入纯水中的物体外表所吸附的离子杂质拉下水进而到达去除离子杂质目的。的离子杂质拉下水进而到达去除离子杂质目的。2.2.无水有机溶剂：如无水乙醇、丙酮、甲酮、甲无水有机溶剂：如无水乙醇、丙酮、甲酮、甲苯、航空汽油、松节油等。苯、航空汽油、松节油等。共同特性：共同特性：1挥发性强，吸附热小，不易吸附在物品外表上；挥发性强，吸附热小，不易吸附在物品外表上；2溶剂沸点低，一般在溶剂沸点低，一般在100以下以下；3有较强的溶解性，对油脂、树脂、石蜡等有较强有较强的溶解性，对油脂、树脂、石蜡等有较强的溶除能力；的溶除

61、能力；5)对光和热都比较敏感对光和热都比较敏感 去污原理：根据溶质在溶剂中的溶解遵循去污原理：根据溶质在溶剂中的溶解遵循“物质结构相似者相溶物质结构相似者相溶的原那么，只要两者结构相似，溶解就易进行。油脂不能溶于的原那么，只要两者结构相似，溶解就易进行。油脂不能溶于水，但可以溶于有机溶剂中。水，但可以溶于有机溶剂中。真空中常用除油脂有机溶剂有：真空中常用除油脂有机溶剂有：1 1甲苯甲苯2 2丙酮丙酮 它能与水、乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂混溶，具有很强它能与水、乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂混溶，具有很强的溶解性能溶解油类、脂肪、树脂、橡胶、蜡、胶、有机玻的溶解性能溶解油类、脂肪、树脂、橡胶、蜡、胶

62、、有机玻璃等有机物质，是优良的有机溶剂。使用方法可采取擦洗、浸璃等有机物质，是优良的有机溶剂。使用方法可采取擦洗、浸泡、水浴加热、超声等方式清洗物品。泡、水浴加热、超声等方式清洗物品。3 3乙醇乙醇 乙醇能与水、乙醚、甲醇、氯仿混溶。乙醇分两种：普通乙醇能与水、乙醚、甲醇、氯仿混溶。乙醇分两种：普通乙醇，纯度为乙醇，纯度为9595；无水乙醇，纯度为；无水乙醇，纯度为99.599.5，真空清洗使用，真空清洗使用的是后者。乙醇去油污能力不如甲苯和丙酮。加热后的无水乙的是后者。乙醇去油污能力不如甲苯和丙酮。加热后的无水乙醇除油能力较强。醇除油能力较强。4 4汽油汽油 汽油有较强的溶解性，能溶除油污、

63、油漆等有机杂质。特汽油有较强的溶解性，能溶除油污、油漆等有机杂质。特别是航空汽油，无毒性，去污能力强，是清洗常用有机溶剂。别是航空汽油，无毒性，去污能力强，是清洗常用有机溶剂。5 5松节油松节油 松节油与乙醚、乙醇、氯仿等有机溶剂互溶，是一种无毒松节油与乙醚、乙醇、氯仿等有机溶剂互溶，是一种无毒溶剂。对有机杂质有较好的溶解能力，能溶解油类、脂肪、蜡溶剂。对有机杂质有较好的溶解能力，能溶解油类、脂肪、蜡和各种树脂。松节油还是一种极性溶剂，对金属杂质也有一定和各种树脂。松节油还是一种极性溶剂，对金属杂质也有一定的吸附能力。的吸附能力。6 6石油分馏物、氯化或氟化碳氢化物石油分馏物、氯化或氟化碳氢化

64、物3.碱和酸类碱和酸类1 1碱类碱类 皂化类油去除：主要成分为脂肪，即甘油三酸酯。它与碱皂化类油去除：主要成分为脂肪，即甘油三酸酯。它与碱KOHKOH、NaOHNaOH、CaCaOHOH2 2在高温和催化剂的作用下，发生化在高温和催化剂的作用下，发生化学反响，生成溶于水的脂肪酸盐和甘油。通过这种皂化反响，学反响，生成溶于水的脂肪酸盐和甘油。通过这种皂化反响，除掉零件外表上粘附的油脂。除掉零件外表上粘附的油脂。矿物油去除：不能与碱起皂化反响，用碱不能使其化学分解，矿物油去除：不能与碱起皂化反响，用碱不能使其化学分解，但它们可以与碱液形成乳浊液乳化作用，从物体外表去除。但它们可以与碱液形成乳浊液乳

65、化作用，从物体外表去除。为加速碱除油脂效果，可采取下述方法：为加速碱除油脂效果，可采取下述方法：1提高碱液温度：提高碱液温度：70100，加快皂化反响及促进乳化过，加快皂化反响及促进乳化过程程 2搅拌溶液：使外表周围的乳化层不断更新，加速了除油过程搅拌溶液：使外表周围的乳化层不断更新，加速了除油过程 3碱液中加超声波：声波振动，提高除油效果，缩短除油时间。碱液中加超声波：声波振动，提高除油效果，缩短除油时间。2 2酸类酸类作用：金属外表的氧化层、氮化层、器件上的金属杂作用：金属外表的氧化层、氮化层、器件上的金属杂质、玻璃外表的腐蚀层，可以通过酸类与其发生化学质、玻璃外表的腐蚀层，可以通过酸类与

66、其发生化学反响而除掉。反响而除掉。常用有：盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸等常用有：盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸等 1盐酸 盐酸能与碱性氧化物，两性氧化物进行化学反响，产生金属氯化物。如铝和钢外表上的氧化铝和氧化铁，可用盐酸除掉。金属杂质能与盐酸发生化学反响生成氯化物而被去除。2 2硫酸硫酸 外表存在的金属杂质，可利用硫酸的强氧化作用除掉。外表存在的金属杂质，可利用硫酸的强氧化作用除掉。可利用硫酸的强酸性除掉金属外表上的氧化物或者氢氧化物。可利用硫酸的强酸性除掉金属外表上的氧化物或者氢氧化物。3 3硝酸硝酸 硝酸具有强酸性及强氧化性，以化学反响方式除硝酸具有强酸性及强氧化性，以化学反响方式除掉物体外表金属杂质。硝酸不仅能与金属活动顺序表掉物体外表金属杂质。硝酸不仅能与金属活动顺序表中氢以前的金属发生作用，而且能与氢以后的铜、汞、中氢以前的金属发生作用，而且能与氢以后的铜、汞、银发生反响生成硝酸盐、氮化物和水。银发生反响生成硝酸盐、氮化物和水。4.氢氟酸氢氟酸：5.金属清洗剂市售商品：分为酸性、碱性和中性金属清洗剂市售商品：分为酸性、碱性和中性偏碱等三类。偏碱等三类。1 1酸性：多用于清洗氧化物、锈