真空技术 真空泵性能测量标准方法 第5部分非蒸散型吸气剂（NEG）真空泵 征求意见稿

GB/T40344.5—XXXX/ISO21360-5:20234真空技术真空泵性能测量标准方法第5部分：非蒸散型吸气剂（NEG）真空泵本文件适用于各种规格和类型的NEG真空泵，——管道和真空室内表面的NEG薄膜。3.1非蒸散型吸气剂non-evaporabNEG在真空室中用于吸收气体而无需蒸发的一种吸气剂注2：NEG形式各异，例如球形（丸形）、条形、片形、粉末状、板形、带形、环形、线3.2非蒸散型吸气剂真空泵non-evaporablegetterv含有活性多孔合金或粉末混合物吸气材料的一种捕集GB/T40344.5—XXXX/ISO21360-5:202353.3非蒸散型吸气剂薄膜non-evaporablege3.43.53.63.7S3.8注：该时间是直到压力平衡，忽略初始瞬态效应所需的延迟。3.9黏着系数stickingcoeffiGB/T40344.5—XXXX/ISO21360-5:20236假设为平坦表面，单位时间内，单位面积上，吸收气体分子数量与撞击气体分子数量的比值。3.10黏着几率stickingprobabα3.113.12AF1—F2—K1—K2—pR1pR2pB1GB/T40344.5—XXXX/ISO21360-5:20237pB2RSTKα——应使用氢气（H2）和一氧化碳（CO）来测22如5.2和5.3所示，流量法中使用小孔来测定体积流率。通过分子质量、气体温度、小孔的直径和厚），于采用5.1.5中规定的真空计测量的误差。本文件中，测试时p1/p2值建议大于2；（BAG图1中的3）的线性响应范围。GB/T40344.5—XXXX/ISO21360-5:20238测试时，应使用涡轮分子真空泵（TMP）生成足够低的基础压力，并抽除真空室和NEG除气和/或真空泵，以避免油污染，但因氟元素（如F和Cl）释放的气体也能污染NEG表面，宜谨和符合ISO/TS6737要求的电离真空计能用于代替BAG，但不建议使用赖性，所以校准气体应与待测气体相同。虽然BAG原则上具有线性特性，也建议提前评定BAG灵敏度的非线性。通过与SRG、CDG和/或BAG直接比较同样对QMS进行校准。QMS校准方法相关信息参见5.1.6温度5.1.8试样安装和激活程序如果有的话，试样安装和激活步骤应遵循制造商提供的操作手册。一b)使用真空抽气系统（见5.1.4）抽空整套真空装置；），f)每次测试前，均应重新激活NEG。GB/T40344.5—XXXX/ISO21360-5:20239））））5.2小型NEG试样的流量法图1给出了适用于小型NEG试样的流量法测量系统示意图。该方法基于ASTMF798-971)[14]提出。该放气阀、一个BA真空计（BAG-1）和一个涡轮分子真空泵。隔离阀可置于进气管和涡轮分子真空泵之的温度计和另一台BA真空计（BAG-2）。测试室和气体管路间通过已知流导的小孔和旁通阀连接。认但应特别注意测试室和试样室之间的流导要足BAG的控制器应设置为针对压力变化的恒定发射电流。建议使用较低的发射电流，如0.01mA~0.1lGB/T40344.5—XXXX/ISO21360-5:2023Z标引序号说明：5.2.2试样5.2.3吸气剂抽速S和吸附量Cq的测定GB/T40344.5—XXXX/ISO21360-5:2023式中，C0是小孔的流导，宜注意一点，C0取决于气体种类压力p1和p2分别是气体管路和测试室中的压力，由公式（2）和公式（3）可得：······························································pB1——BAG-1的基础压力；K1——BAG-1的灵敏度；F1——BAG-1的修正系数；K2——BAG-2的灵敏度；F2——BAG-2的修正系数。···········································使用试样室时[见图1b）]，测试室与试样室中的压力可能不同。所以，公式（4）应修正如下[15]。·········································修正测试室和试样室内的压力分布[16-18]。就大于NEG泵通过喷嘴连接到测试室时[见图2b）]的抽速。因后者与5.3中所述方法相似，所以参照5.3中规定GB/T40344.5—XXXX/ISO21360-5:2023注3：使用流量法时，抽速对应吸附量的曲线示例见附录表面时，按公式（7）计算NEG表面的黏着几率(GB/T40344.5—XXXX/ISO21360-5:2023——测试气体气体分子的算术平均速度(√8RT/πMm/sM——气体分子质量（kg）。注1：只有当NEG试样的尺寸与测试室相比足够小时，测试室中压力分布忽略不计的假设才得以满足。否则，例如注3：按5.2中方法测量的初始黏着几率，其典型值见附录b)关闭旁通阀，压力p2应无明显提升；c)将测试气体引入气体管路，调整放气阀使p2的压力保持恒定，压力比p1/p2应保持大于2；d)按适当的时间间隔记录压力p1、p2和NEG的温度，由于吸气剂抽速的快速变化，测量开始阶无指定要求时，宜设置p2介于1×10-4Pa~1×10-3Pa，中高真空应温度[7,8,12,13]。GB/T40344.5—XXXX/ISO21360-5:2023如图3所示有三种测试罩。当采用适当的气流测量仪表时，允许使用图3a）所示的测试罩。使用如小孔、毛细管和烧结过滤器此类的泄漏元件[20-25]。图3b）和图3c）的测试罩用于小孔法。图3c）的测试罩即所谓的Fischer-Mommsen测试罩[26-30]。应GB/T40344.5—XXXX/ISO21360-5:2023D——测试罩内径。测试罩在使用过程中其压力分布是个主要问题。对于图3a）所示测试罩，真空计位置（图3中的2）虑到测试罩中的压力分布，以此对真空计测量的压力进行补偿时，能使用不同形状的测试罩。5.3.2试样GB/T40344.5—XXXX/ISO21360-5:2023剂抽速（S）等于流量计测定的流量（Q）除以测试罩中的压力（pS=Q/后的值。当使用图3b）所示测试罩，或图3c）所示Fischer-Mommsen测试罩时，抽速（S）按公式（4）计算，即p1为小孔进气侧压力，p2为出气注：按5.2中方法测量的初始黏着几率，其典型值见附录C中的表C.1。b)对于图3a）所示测试罩，关闭图3中测试罩和高真空抽气系统间序号为2的隔离阀。确认p2），大于气体进入前的基础压力的2倍。图3b）和图3c）所示测试罩中的p1和p2，二者相仿；d)至少按适当的时间间隔，记录图3a）所示测试罩的流量（Q）和压力（p或记录图3b）或图3c）测试罩的压力p1和p2，和NEG的温使用图3a）中所示的测试罩时，按Q和p测量时生成的不确定度和测试室中因压力分布产生的不确定度估算S和Cq的测量不确定度。使用图3b）或图3c）所示的测试罩时，按使用BA真空计测量生的不确定度、小孔流导的不确定度和测试室中压力分布产生的不确定度估算测量不确定度。对于α的GB/T40344.5—XXXX/ISO21360-5:2023择其流导时也要格外注意，避免吸附容量快速饱和。气体流经镀膜管道，被NEG涂层管壁吸收。使用BAG-1和BAG-2分别测量镀膜管右侧压力p1和左侧压力p2。期望α值接近1和/或镀膜管道的长度与直径量法评估α的变化。而是按吸附量（Cq）、工作时GB/T40344.5—XXXX/ISO21360-5:202377）；）；Y——p1/p2。注：NEG镀膜管道的长度与半径之比（L/R）为GB/T40344.5—XXXX/ISO21360-5:2023样按公式（2）和公式（3）计算压力p1和p2。注：按5.4中所示方法测量初始黏着几率，表C计中，关闭试样[图4b）中的3]和粗抽真空泵[图4b）中未显示]之间的隔离阀；d)至少按适当的时间间隔，记录压力p1、p2和NEG的温度。小孔[图4b）中的7]的流导建议比TMP[图4b）]的有效抽速小100左右。这是因为忽略不计通过小孔注：测试压力（p2）同样按5.2.5选定。5.4.7传输法结合流量法（带测试罩）传输法（见5.4）常与配有测试罩的流量法（见5.3）相结合，测量NEG镀膜管道的吸附量（Cq）。因此，黏着几率(α)是用传输法测定的。另一方面，NEG镀膜管道的Cq和总抽速是用流量法测定的。典型试验装置如图6所示。具体的试验装置和步骤分别注：通过传输法确定的α通常大于流量法中GB/T40344.5—XXXX/ISO21360-5:2023）；）；GB/T40344.5—XXXX/ISO21360-5:2023和原子百分比（at%）。实际上质量百分比和重量百分比是可比较的，因考虑到6.2丸形、碟形、环形、带形、块状和筒形形状的小——NEG化学成分（m%或wt%）；——激活温度和持续时间；——测试气体；——充气前的测试压力和基础压力；——示意图：抽速对应于吸附量的曲线（见图B.1——NEG初始抽速；——NEG化学成分（m%或wt%）；——法兰类型和尺寸；——NEG质量；——NEG真空泵连接至测试室的安装方法（例如，带或不带接头——激活温度和持续时间；——测试气体；——充气前的测试压力和基础压力；——示意图：抽速对应于吸附量的曲线（见图B.1——吸附容量；GB/T40344.5—XXXX/ISO21360-5:2023——型号、制造商序列号和/或批号；——腔室或管道的镀膜材料；——NEG薄膜几何表面积；——测试时的基础压力；——测试气体；——镀膜方法（溅射、蒸发等）；——示意图：使用流量法时，抽速对应于吸附量的曲线（见附录B）；——示意图：使用传输法时，按蒙特卡洛模拟计算的黏着几率、p1/p2比值以及时间的——示意图：黏着几率对应于CO吸附量的曲线（见图B.2可选——NEG薄膜的扫描电子显微镜（SEM）图像（可选）；——X射线光电子能谱（XPS）测量表面化学成分与温度的相关性（可选）。GB/T40344.5—XXXX/ISO21360-5:2023——测试气体气体分子的算术平均速度(√8RT/πMm/sR——理想气体常数[=8.134J/（mol·K）]；M——气体分子质量（kg）；··························GB/T40344.5—XXXX/ISO21360-5:2023GB/T40344.5—XXXX/ISO21360-5:2023式（7）计算。因初始抽速随时间快速下降，所以初始抽速的测量难点会导致CO测量数据产生相对较大H2COZr:70%，V:24.6%，Fe:5.—Zr:70%，V:24.6%，Fe:5.4%c-Zr:70%，V:24.6%，Fe:5.4%cZr:84%，Al:16%cZr:70%，V:24.6%，Fe:5.4%cTi:24%，Zr:18%，V:58%Zr:70%，V:24.6%，Fe:5.4%cTi:33%，Zr:33%，V:33%-Ti、Zr、VTi、Zr、VTi、Zr、VTi、Zr、V-Zr:70%，V:24.6%，Fe:5.c成分为Zr:70%、V:24.6%、Fe:5.4%的NEG称为ST707TM，成分为Zr:84%、Al:16%的NEG称为ST101TMTi-Al合金的NEG称为ZAOTM，它们是赛斯吸气剂公司（SAESGetters）产品的商标。为了方GB/T40344.5—XXXX/ISO21360-5:2023GB/T40344.5—XXXX/ISO21360-5:2023[1]ISO3529-1,Vacuumtechnolo[2]ISO3529-2,Vacuumtechnology—Vocabulary—Part2:Vacuumpumpsa[3]ISO3529-3,Vacuumtechnology—Vocabulary—Part3:Totalandpartialpressure[5]ISO/TS20175,Vacuumtechnology—Vacuumgauges—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