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基础知识 | 2019.09.20
玻璃排气的分类

构成真空玻璃的各种材料,如玻璃、不锈钢、吸气剂、玻璃焊料在空气中放置时,材料表面都会吸收和溶解一定量的气体。这些气体是真空玻璃封离后真空层内材料放气的来源。真空玻璃属于大表面积小体积的真空器件,1㎡的真空玻璃,其内腔体积仅相当于一个乒乓球的大小,因此,放出的气体对真空玻璃中间层真空度的影响很大。常温排气封离的真空玻璃,其真空度将在几小时内迅速衰减。真空玻璃的排气过程,不仅仅是将中间层的气体充分排出,还需要将玻璃整体加热到一定温度,进行烘烤排气,使吸附在材料表面和溶解在材料内部的气体释放到中间层并排出。


由于玻璃是构成真空玻璃的主要材料,因此排气温度的设计首先应考虑玻璃材料的排气要求。玻璃在烘烤加热时的气源主要来自表面、表层和内部三个方面。


1、玻璃表面

玻璃表面存在大量OH-,对水的亲和力很强,因此玻璃表面吸附力大量的水分子和少量CO2, 部分气体与玻璃表面是物理吸附和弱化学吸附,结合不牢,在真空中加热到150℃左右时,几分钟内就可以使气体分子从玻璃表面解吸。


2、风化表层

真空玻璃所使用的钠钙玻璃,其中含有较多的碱性氧化物,化学稳定性差,易受水汽侵蚀,容易风化。风化层厚度一般为几微米,所含气体主要是H2O,玻璃在真空中加热到一定温度时,水可从Si-OH-OH-Si结构中平稳脱出,形成Si-O-Si+H2O,并使玻璃的风化层复原。去除玻璃表层内气体需要在真空状态加热1h左右,也可在湿度小于60%的干燥空气中加热1h左右除去风化层,其效果与真空除气相当。


3、玻璃体内

玻璃体内含有大量的气体,主要是H2O及少量的CO2、O2和SO2,这种气体需要通过较长时间的烘烤排除。

当完成除气后,如果玻璃的工作温度不超过300℃,则体内放气对器件的真空度几乎没有影响,可以不考虑。