ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Вакуумные конструкционные материалы из "Вакуумное нанесение тонких пленок" Используемый для изготовления вакуумной аппаратуры материал при рабочей температуре должен иметь минимальное давление собственных паров и легко отдавать в процессе обезгаживания вакуумной установки ранее поглощенные им газы и пары. С этой точки зрения возможность использования пористых материалов полностью исключается, так как, помимо значительной газопроницаемости, они длительное время выделяют из своих капилляров и пор ранее поглощенные газы и пары. Промыть достаточно чисто поверхность материала, имеющего пористую структуру, не удается, поскольку загрязнения вместе с органическими растворителями забиваются во все поры и трещины и удалить их оттуда очень трудно. [c.155] Следует отдавать предпочтение материалам, имеющим плотную структуру, и прежде всего тем из них, которые легко обрабатываются и полируются. Кроме того, чем более шероховата поверхность, тем больше ее действительная площадь, а следовательно, и способность адсорбировать газы и пары. Для снижения начальной сорбции целесообразно использовать малокорродирую-щие и легко обезгаживаемые металлы (нержавеющая сталь, медь, никель, алюминий). [c.155] Обычно для трущихся частей применяется серый чугун, так как он обладает высокими антифрикционными, свойствами. Наиболее подходящими марками чугуна являются МС4-28-48, С4-24-44, С4-21-40 и др. Алюминиевые литейные сплавы АЛ-2, АЛ-5 и АЛ-9 имеют достаточно высокую коррозионную стойкость и невысокую пористость при небольшом удельном весе. Бронза литейная не должна содержать в своем составе фосфора, цинка и кадмия. [c.156] Наиболее широкое применение при изготовлении вакуумных установок находят прокатные металлы. Помимо ранее указанных требований, которые обычно предъявляются к большинству вакуумных материалов, прокатные металлы должны обладать еще высокой пластичностью и способностью образовывать вакуумногерметичные спаи с металлами, а также со стеклом и керамикой. [c.156] При использовании стального проката следует иметь в виду, что литые болванки малоуглеродистой стали в процессе проката приобретают неодинаковую плотность в различных плоскостях заготовки. Они часто содержат волокна шлаковых включений, представляющие собой мельчайшие капиллярные каналы, расположенные в направлении проката и заполненные стекловидной шлаковой массой. Такое расположение волокон делает металл газонепроницаемым. [c.156] Если детали, на поверхность которых выходят шлаковые волокна, подвергнуть в дальнейшем прогреву (при сварке, пайке или отжиге), то их стенки становятся пористыми и начинают пропускать газ. Поэтому при изготовлении стенок из прокатного материала, которые в дальнейшем будут служить границей между атмосферой и вакуумом, следует вырезать заготовки для стенок вдоль направления проката. В этом случае шлаковые волокна не станут служить соединительными каналами между атмосферой и вакуумом. [c.156] Из малоуглеродистых конструкционных сталей для изготовления вакуумной аппаратуры чаще всего применяется сталь 20. [c.156] Из цветных металлов при изготовлении вакуумной аппаратуры широкое применение находит медь. Она пластична, газонепроницаема и хорошо обрабатывается в холодном состоянии. Медь применяется в виде листов, лент, полос, прутков, проволоки и труб различных размеров. Наиболее часто используют медь марки М-1. Если такие детали необходимо подвергать нагреву в среде водорода, то применяют бескислородную медь марки МБ, которая получается путем плавки обычных сортов меди в атмосфере чистой и сухой окиси углерода. Еще более плотный и чистый металл представляет собой вакуумная медь, получаемая путем плавки в вакууме наиболее чистых сортов меди. [c.157] Из свойств меди, кроме хорошей обрабатываемости и газонепроницаемости, большое значение имеют ее высокая теплопроводность и электропроводность, а также возможность получения вакуумноплотных спаев со стеклом. Большим недостатком меди является ее активность к кислороду. При этом следует иметь в виду, что если при низких температурах на медных деталях при воздействии на них кислорода образуется только поверхностная пленка, которая легко восстанавливается при прогреве в вакууме, то при высоких температурах глубина и скорость проникновения кислорода быстро возрастают, и окисленные медные детали обладают большим газовыделением в вакууму. [c.157] Поэтому латунь применяется только для внутренних деталей вакуумной аппаратуры, подвергаемых нагреву до температуры не свыше 150° С или же для тех деталей, не находящихся под вакуумом, которые по каким-либо причинам не могут быть изготовлены из стали. [c.158] Оловянистые и оловянно-цинковые бронзы также применяются ограниченно, так как при повышенных температурах входящее в их состав олово ведет себя подобно цинку. Для пружинящих контактов и иногда для сильфонов применяется бериллиевая бронза. [c.158] Никель марки Н-0 и Н-1 и некоторые его сплавы обычно применяются для изготовления сложных паяных узлов. Это объясняется тем, что никель даже в холодном состоянии хорошо воспринимает различные виды механической обработки, ковку, прокатку, волочение, штамповку, прессовку и хорошо спаивается не только со сталью и медью, но и с алюминием. [c.158] Для осуществления высоковакуумных спаев с тугоплавкими стеклами широкое применение находит ковар (марки Н28 и К18), в состав которого входит никель, кобальт и железо. [c.158] Прокладочный материал, используемый в аппаратуре высокого вакуума для обеспечения герметичности разъемных соединений, должен обеспечивать полное отсутствие течей при незначительном выделении газов из самой уплотняющей прокладки. [c.158] В установках, где требуется получение давления пе ниже 10 мм рт. ст. для умеренных температур (от 20 до 120° С) и нагрузок (от 5 до 20 кг см ), широкое применение в качестве материала для прокладок получили специальные сорта резины,. [c.158] Лого или йрямоугольного сечений. Она обладает 6ь1сб-кими эластичными свойствами, хорошо уплотняет разборные соединения, но не стойка к действию масел и органических соединений. [c.159] Черная вакуумная резина сорта 9024 выпускается также в виде пластин, шнуров и шлангов. Черная резина в полтора раза менее эластична, чем белая, но значительно более маслостойка за 24 ч пребывания в вазелиновом масле при температуре 70° С она набухает не более чем на 6% (белая резина в таких же условиях дает набухание до 90%). [c.159] Наибольшая температура длительного нагрева для обычных сортов вакуумной резины составляет 50—60° С, хотя кратковременно резина может быть нагрета до 100—120° С. При большей температуре происходит размягчение и разрушение резины, что сопровождается интенсивным газовыделением. [c.159] При температуре ниже нуля резина постепенно твердеет и теряет свою эластичность, вследствие чего у обычных сортов вакуумной резины уже при —30° С в месте контакта поверхности фланца с резиновой прокладкой может возникнуть течь. При температуре жидкого азота (—196° С) резина становится хрупкой. Однако следует иметь в виду, что при низких температурах происходит лишь временная утрата резиной эластичности. При возвращении от низких температур к нормальным температурным условиям резина вновь восстанавливает свои упругие свойства. [c.159] Вернуться к основной статье