在真空技術(shù)中,材料的要求各不相同。根據(jù)應(yīng)用、環(huán)境條件以及要實(shí)現(xiàn)的真空度,必須對材料進(jìn)行測試以滿足相關(guān)的要求。在整個操作溫度范圍內(nèi)要保證足夠的機(jī)械強(qiáng)度除了要保證其結(jié)構(gòu)的完整性,還必須確保功能表面的變形,不會對其功能特性造成影響。示例:真空室部件上的大氣壓力大約為10N/cm2。在面積為1m2的表面上,將產(chǎn)生100,000N的壓力。
高氣密性
每種材料基本上都是氣體可滲透的。氣體滲透的整個過程被稱為滲透。滲透的快慢取決于材料、氣體類型以及環(huán)境條件—特別是溫度。使用彈性體密封件的情況下,其滲透性必須予以考慮。示例:對于DN500ISO-K的FKM(氟橡膠)密封件,在濕度為60%的空氣中,滲透率大約為4·10-7Pa·m3/s.。因此,帶有FKM密封件的真空系統(tǒng)工作壓力很少會超過1·10-8hPa。
低固有蒸氣壓、高熔沸點(diǎn)
固有蒸氣壓太高會限制最終的真空壓力。除了油和潤滑脂的真空兼容性,在合金中,必須考慮金屬固有的蒸氣壓或其在合金中的分壓。示例:對于黃銅制品,鋅在高真空中的分壓被限制在最高允許溫度大約為100°C。
清潔表面、低雜質(zhì)氣體含量、易脫氣
清潔表面是先決條件。但是,任何暴露于環(huán)境空氣中的表面都會覆蓋上一層吸附層。以化學(xué)或物理形式將分子吸附在材料表面或材料間隙內(nèi)的氣體分子,一旦解吸(當(dāng)在它們從表面分離時)也是氣體來源的一部分。要實(shí)現(xiàn)高的極限壓力,必須使用具有低解吸率的材料。示例:單層吸附氣體約等于4·10-2Pa·m3/m2.的氣量。設(shè)想一根直徑為50cm,長度為100cm的管子,兩端封閉(表面積大約為2m2,體積大約為200l),單層釋放導(dǎo)致壓力上升大約0.4Paor4·10-3hPa。這并沒有考慮管道的表面積總是大于其幾何面積這一實(shí)際情況。
抗熱沖擊性能好、膨脹率適應(yīng)性好
示例:不同熱膨脹將鋁密封件與不銹鋼法蘭組合的最高允許溫度限制在150°C左右。經(jīng)常在過高溫度之后,在冷卻過程中發(fā)生密封效果惡化的情況。