不晓得你这结论如何得到的,建议实践出真知。。。
一个正确设计组装的高真空系统,不应该有漏气(至少氦检漏不能有明显高于本底的读数,这里注意区分“漏”和“氦扩散”)。真空系统的极限真空,主要是系统内出气速率和真空泵抽速平衡的结果。Viton O-ring在不bake的情况下,其出气速率也非常低,并且由于其表面积远远小于系统内壁面积,影响非常有限。更别提,Viton是可以烘烤的,最高能够忍受150摄氏度的烘烤,且预先烘烤后本身出气速率可以下降2个数量级。
按你说的泵直接抽规,用ISO法兰的泵我可以几个小时内抽到5E-9torr以下,可以抽到PKR251显示under range。
大的真空系统达到极限真空的秘诀并不是盲目增加抽速(aka堆钱),正确的方法是烘烤(当然严格遵守高真空清洁规定什么的我就不多说了,相信你能攒这么一套应该都懂)。你无法想象一个暴露到大气过的不锈钢内壁能吸附多少水分子,并且这些水分子在室温下脱附的速率有多慢,这些都有完善的实验数据支持。如果不烘烤,就算是用CF一样很难达到1E-8torr以下的真空。这就是为什么如果需要经常向真空系统里取放样品,会设计load lock这样的东西,并且如果一定需要vent系统,会用氩气或者氮气来vent,就是为了防止水蒸汽进去导致需要重新烘烤。
若是不信,当你第一次开了分子泵后,看看你能抽到多低真空,就算你抽几个小时,估计也就比1E-6torr略低的样子。但是如果你把整个腔体烘烤到100摄氏度左右保持一段时间,你会看到这个时候真空规显示真空变得非常差,这就是暂时强迫出气速率增加(初始主要是水蒸气),然后等过一两天降温回室温后,应该就可以得到1E-8torr以下的真空了,因为此时内壁吸附的水蒸气已经清除干净了。具体烘烤的注意事项,如果想要探讨可以之后讨论,对于有窗口的系统也有不少需要注意的。烘烤这个事情对于机械泵也是一样的,波纹管内部表面积非常大,室温下出气的衰减速率非常慢,烘烤会有很大帮助。当然一般来说机械泵那里的极限真空我们不关心(毕竟好的现代分子泵对于各种常见气体的压缩比都已经非常高了),所以基本也没有人会去特意烘烤前级泵的波纹管。
当然对于一个需要设计工作在1E-8torr以下的装置,还是建议老老实实用CF。我啰嗦了这么多就是想说明,用O-ring来密封,做到1E-8torr是没有问题的,没有“实际操作无法达到”这个问题。其实也没有法兰”耐受“真空这种说法,KF和ISO的极限真空是限于他们无法承受高温烘烤和相对偏高的出气率而确立的,在实践中是允许低温烘烤的,并且的确也都能达到较高真空。至于VCR阀门的bellow,我从来没遇到过有漏的,如果是新的阀门无需担心,你这种设计反而要小心的是两个阀门之间的区域形成virtual leak,一般来说会特别增加一个pump port。
另,机械泵选型比较错误,不清楚为什么需要28cfm这样巨大抽速的旋片泵,那个抽速只对刚开始抽真空有帮助(你这么小一个腔,也就是前30秒吧),这里用个10cfm以下的泵就绰绰有余了。对于达到高真空,当前级真空达到10torr以下后,HiPace 80的抽速会迅速增加并超过机械泵抽速。Fusor本身也不需要特别高的gas load,真的要靠28cfm的前级抽速,HiPace 80在那gas load下估计也会压力很大。
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