CN101718666B - 一种用于低温材料出气性能测试的金属系统 - Google Patents

一种用于低温材料出气性能测试的金属系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种对低温材料出气性能进行测试的金属系统，属于低温材料领域。该系统由样品室、电容规、微调阀、金属软管、高真空角阀、液氮冷阱、质谱计、插板阀、分子泵和机械泵组成；由机械泵和分子泵组成的抽真空系统对样品室内的样品进行抽空处理，液氮冷阱对系统产生的油蒸汽进行低温吸附，当样品室压力抽到1×10-3Pa时，关闭高真空角阀和插板阀，使用电容规在规定时间内测试样品室内压力变化情况，从而计算出样品的出气速率。出气速率测试结束后，打开微调阀，通过金属软管将样品放出的气体进样到质谱计中，通过质谱计对样品的出气成分进行分析，从而确定样品的出气成分。该系统的可靠性和准确性提高了，测试结果更可靠。

Description

一种用于低温材料出气性能测试的金属系统
技术领域
本发明涉及一种对低温材料出气性能进行测试的金属系统，属于低温材料领域。
背景技术
目前，对材料出气性能的测试方法有两种：第一种是动态法又称流量率法，即在恒温样品室内，测出材料在样品室两端压力随时间变化曲线，进而确定样品出气性能的测试方法，其特征是样品在样品室两端来回移动，测试过程中样品处于动态抽空状态；第二种是静态法又称定容法，即在固定样品的温度、质量和出气空间容积的条件下，测定在一段时间内，由于材料出气而引起的样品室固定容积V的压力变化和四极质谱计的离子流强度变化，从而计算出样品的出气速率和出气成分的方法，其特征是样品固定不动，且在测试过程中始终处于静态出气状态。第一种方法具有测试误差小，适用范围广的特点，但由于其测试时样品处于动态状态，不适用于测试低温材料的出气性能，且设备多为玻璃材质，使用维护极为不便；第二种方法虽适用于测试低温材料的出气性能，但测试设备为玻璃材质易碎，且玻璃阀门的油脂对测试结果有很大影响，测量误差较大。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中对材料出气性能测试的方法存在的不足，提出了一种对低温材料出气性能进行测试的金属系统。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明的一种对低温材料出气性能进行测试的金属系统包括：样品室、电容规、微调阀、金属软管、高真空角阀、液氮冷阱、质谱计、插板阀、分子泵和机械泵组成；其连接关系为：机械泵作为前级泵与分子泵相连，分子泵通过插板阀与液氮冷阱垂直连接；液氮冷阱左右两侧各有一法兰连接口；质谱计通过一个直角三通与液氮冷阱和金属软管连接，直角三通的垂直法兰端与液氮冷阱右侧法兰连接，另一端与金属软管连接；高真空角阀的一侧通过一直角弯头与液氮冷阱左侧法兰连接，另一侧通过法兰连接方式与样品室相连；样品室上端接有两根直管，一根直管通过密封法兰与金属四通相连，金属四通的其他三个接口分别通过快卸法兰的连接方式与电容规连接；另一根直管通过球头密封方式与微调阀的一端连接，微调阀的另一端则与金属软管连接。
样品室是由304钢材料制成，且内部经过抛光钝化处理，样品室内径Φ为40～60mm、壁厚为1.2～1.8mm、长度为300～500mm的圆筒体，样品室密封方式为金属密封。高真空角阀采用金属角阀，这样降低系统自身出气对检测结果的影响，且提高系统的可靠性和准确性。
本发明的一种对低温材料出气性能进行测试的方法为：由机械泵和分子泵组成的抽真空系统对样品室内的样品进行抽空处理，同时液氮冷阱对系统产生的油蒸汽进行低温吸附，当样品室压力抽到1×10-3Pa时，关闭高真空角阀和插板阀，使用电容规在规定时间内测试样品室内压力变化情况，从而计算出样品的出气速率；出气速率测试结束后，打开微调阀，通过金属软管将样品放出的气体进样到质谱计中，通过质谱计对样品的出气成分进行分析，从而确定样品的出气成分。
有益效果
(1)由于系统的样品室选用的是304钢材料，且内部经过抛光钝化处理，不但增加了系统的可靠性，而且降低了系统自身的出气对测试结果的影响；
(2)由于系统采用电容规对样品室的压力进行测量，消除了通常采用的电离规和冷阴极规自身吸气对测试结果的影响，提高了测试结果的准确度；
(3)样品室加工成圆筒体，可适用于多种不同形态低温材料的出气性能测试，便于模拟实际使用状态，测试结果更可靠。
附图说明
图1为本发明的组成结构示意图；
其中，1-样品室、2-电容规、3-微调阀、4-金属软管、5-高真空角阀、6-液氮冷阱、7-质谱计、8-插板阀、9-分子泵、10-机械泵。
具体实施方式
如图1所示，为本发明系统的结构示意图，其中，1-样品室、2-电容规、3-微调阀、4-金属软管、5-高真空角阀、6-液氮冷阱、7-质谱计、8-插板阀、9-分子泵、10-机械泵；由机械泵10和分子泵9组成的抽空系统先对样品室1内的样品进行抽真空处理，其中样品室为内径Φ40mm、壁厚1.5mm、长度为500mm的圆筒体，同时液氮冷阱6对系统产生的油蒸汽进行低温吸附，当样品室1压力抽到1×10-3Pa时，关闭高真空角阀5和插板阀8，使用电容规2在规定时间内测试样品室1内压力变化情况，从而计算出样品的出气速率。出气速率测试结束后，打开微调阀3，通过金属软管4将样品放出的气体进样到QMS200型四极质谱计7中，通过质谱计对样品的出气成分进行分析，从而确定样品的出气成分。

Claims (1)

1.一种对低温材料出气性能进行测试的金属系统，其特征在于：该系统由样品室(1)、电容规(2)、微调阀(3)、金属软管(4)、高真空角阀(5)、液氮冷阱(6)、质谱计(7)、插板阀(8)、分子泵(9)和机械泵(10)组成；其连接关系为：机械泵(10)作为前级泵与分子泵(9)相连，分子泵(9)通过插板阀(8)与液氮冷阱(6)垂直连接；液氮冷阱(6)左右两侧各有一法兰连接口；质谱计(7)通过一个直角三通与液氮冷阱(6)和金属软管(4)连接，直角三通的垂直法兰端与液氮冷阱(6)右侧法兰连接，另一端与金属软管(4)连接；高真空角阀(5)的一侧通过一直角弯头与液氮冷阱(6)左侧法兰连接，另一侧通过法兰连接方式与样品室(1)相连；样品室(1)上端接有两根直管，一根直管通过密封法兰与金属四通相连，金属四通的其他三个接口分别通过快卸法兰的连接方式与电容规连接；另一根直管通过球头密封方式与微调阀(3)的一端连接，微调阀(3)的另一端则与金属软管(4)连接；
样品室(1)是由304钢材料制成，且内部经过抛光钝化处理，样品室(1)是内径为40～60mm、壁厚为1.2～1.8mm、长度为300～500mm的圆筒体，样品室(1)密封方式为金属密封；
高真空角阀(5)采用金属角阀。
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