Требования к вакуумным материалам

При отборе материалов для применения в технике сверхвы­сокого вакуума необходимо учитывать такие факторы, как дав­ление паров, газоотделение, просачивание газов и особые свой­ства материала.

Давление паров. Очевидное требование для любых ва­куумных конструкционных материалов — давление их паров, которое должно быть при максимальной рабочей температуре пренебре­жимо мало. Поэтому использование латуни в прогреваемых ва­куумных системах исключается из-за высокого давления - паров цинка при повышенных температурах (несколько тысячных до­лей миллиметра ртутного столба при 300°С).

Газоотделение. Количество и состав газов, выделяю­щихся из материалов в вакуумной камере, является одним из факторов, определяющих предельный вакуум. Выделение га­зов зависит не только от типа материала, но также и от его предыстории, и в частности от обработки его поверхности.  Данные указывают на необходимость исключения по возможности прикосновения рук к вакуумным деталям. Интерес­но отметить, что детали, до которых дотрагивались чистыми хлопчатобумажными перчатками, выделяли газов в четыре раза больше. Существенное значение может иметь также диффузия газа из объема мате­риала. Это показали наблюдения за выделением паров воды из различных стекол при их нагревании.

Просачивание газов. Просачивание газа через твер­дое тело состоит из нескольких-отдельных стадий: адсорбция газа на поверхности материала с последующей диссоциацией некоторых типов молекул (например, водород на железе); рас­творение газа в поверхностном слое; диффузия газа через ве­щество; переход на противоположную поверхность с возможной рекомбинацией и десорбция в газообразную фазу. Таким обра­зом, процесс просачивания весьма сложен, и истинная скорость просачивания определяется состоянием поверхности образца, растворимостью газа в металле и константами диффузии. Од­нако здесь можно сделать два общих утверждения: ни один из инертных газов не проникает через металлы, и все газы проса­чиваются через полимеры.