教育訓練真空元件

教育訓練真空元件2023/7/131第1頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月真空材料與元件2023/7/132第2頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月一、概論傳統(tǒng)之真空系統(tǒng)或真空裝置的結構，採用了金屬、玻璃、陶瓷和些許的橡膠暨塑膠構建而成。

2023/7/133第3頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月真空系統(tǒng)中的各部份材料，必須有足夠之機械強度，能抵抗壓差（THEPRESSUREDIFFERENCE）及氣體的不滲透性行為（IMPERMEABLE）並具有低蒸氣壓（LOWVAPOURPRESSURE）能適應各種特殊之工作環(huán)境（如溫度所帶來之變化）。2023/7/134第4頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月二、機械強度真空環(huán)境之保持是藉由容器包圍保持，容器之外部為大氣（ATMOSPHERE）內(nèi)部則為零壓力（ZEROPRESSURE）之狀態(tài)，因此容器必須有足夠之強度藉以抵抗壓差?！幢苊馊萜饕驘o法抵抗壓差，進而向中央凹陷〉因此具有足夠之機械強度為其先決條件。2023/7/135第5頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月三、氣體的滲透力

真空容器暨管件的構成物質(zhì)如：金屬，玻璃或橡樛器壁有著或多或少可供氣體進行滲透之毛細孔。2023/7/136第6頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月而氣體滲透過器壁的量，可大至猶如多孔的陶瓷體或鑄件體，甚或至在非多孔性的器壁表面反射。對於多孔性（POROUS）材質(zhì)表面粗糙度明顯，具鬆散層的材料避免選用，至於非多孔性的材料，他們對於氣體的容許滲透力也必需列入氣體的負載評估之列。2023/7/137第7頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月四、蒸氣壓（VAPOURPRESSURE）在真空系統(tǒng)中使用之材料，必需在最高溫之狀態(tài)下有最少的蒸氣壓有些金屬材料（Zn.Pb）在400℃～500℃之溫度下的蒸氣壓將會超過在高真空系統(tǒng)中的要求，因此這些材料甚或它們之合金將不被採用，對於超高真空之工作。2023/7/138第8頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月不銹鋼（STAINLESSSTEELS）高鎳合金（HIGHNICKELALLOYS）暨無氧銅（OXYGEN-FREEHIGHCONDUOTIVITYOOPPEROFHC）將是唯一可選用之材料。來自金屬表面之氣體應該是極微少量的，在此前提之下，建議能將材料表面之氣體除去，自然的逸氣率（OUTGASSINGRATE）應該藉由清潔（OLEENING）與烘烤，（BAKING）來降低。2023/7/139第9頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月五、工作環(huán)境（WORKINGCONDITIONS）

處在高真空環(huán)境下的主要影響因子是─溫度。

對於一些真空系統(tǒng)中可能的影響如化學腐蝕、幅射傷害、磁場以及其它種種之因素可能是在選擇適當材料之初一項相當重要的考慮要件。2023/7/1310第10頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月六、真空用部品

真空裝置的主要組立主件列舉如下：

(a)真空容器

(b)真空泵浦

(c)真空配管

(d)其它必要之真空部品

2023/7/1311第11頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月真空部品之基礎為真空密封，真空密封又有軸密封暨固定密封，固定密封─

如電流導入端子為永久式之密封方式。法蘭（FLANGE）暨閥體，為具有半固定式之密封，軸密封依運動方式又區(qū)分為直線方式、回轉方式、傾斜方式三種運動導入之機構。2023/7/1312第12頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月七、法蘭暨襯墊（GASKET）

真空部品的安裝、真空配管暨真空裝置之組立，皆須以法蘭暨襯墊互相搭配達成氣密。法蘭之連結方式為─具有溝槽之法蘭（ＶＧ型），再與另一具完整平面的法蘭（ＶＦ型）將襯墊置於溝槽內(nèi)，再與另一具完整平面法蘭（ＶＦ型）互以螺栓相接合。使用場合概分如下：

2023/7/1313第13頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)泵浦均採（ＶＧ型）之法蘭

(2)閥均採（ＶＦ型）之法蘭

(3)配管之場合則依管內(nèi)之氣流方向而定2023/7/1314第14頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月一對接合之法蘭，連結的下個法蘭原則上是ＶＧ型作對應。

真空裝置上的法蘭所使用的襯墊，一般使用橡膠類較為合適。另外SILICON材質(zhì)的襯墊會產(chǎn)生氣體滲透性之問題，在高度真空之場合必須注意。2023/7/1315第15頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月八、閥

閥在真空裝置上其功能為阻止氣體之流動。閥開閉之動作可分為：

(a)手動式

(b)電磁式

(c)油壓式

(d)氣壓式

2023/7/1316第16頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月其中閥軸心之氣密方式又區(qū)分如下：

(1)O-RINGSEAL

(2)WILISONSEAL

(3)BELLOWSEAL

2023/7/1317第17頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月流量調(diào)節(jié)閥（RegulatorVALVE）

在一般真空裝置上所使用的閥體，為大流量的調(diào)節(jié)功能，如需採用微量調(diào)節(jié)時，就必需採用流量調(diào)節(jié)閥。

例如：針閥（NEEDLEVALVE）以其針軸開啟的程度來調(diào)節(jié)流量之大小。2023/7/1318第18頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月九、阻擋（BAFFLE）與陷井（TRAP）阻擋為裝設在泵浦（如油擴散泵浦）上端之裝置，其功能為阻擋泵浦逆流之蒸氣，使其凝縮（TOCONDENSE）回流，阻擋一般為銅製品，內(nèi)部通常以冷卻水或液態(tài)氮，強化其阻擋熱騰之油蒸氣的能力。

2023/7/1319第19頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月陷井(TRAP)其主要功用為降低作動液（如油）之蒸氣回流至真空腔中，破壞或污染真空品質(zhì)，通常將液態(tài)氮導入陷井之中，利用其低溫之“凝縮”能力捕捉作動液之蒸氣。2023/7/1320第20頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月十、運動導入機構

運動導入其功用為將外部的運動，藉由“其”將運動形態(tài)導入空腔體中仍能維持空之氣密性。

氣密密合之方式(1)BELLOWSEAL(2)WILISONSEAL(3)ORINGSEAL(4)FERROFLUID（磁性流體）

運動之種類：(1)直進(2)迴轉(3)傾斜

2023/7/1321第21頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月【附註】利用BELLOWSEAL之密合方式，可涵蓋上述之運動密合應用。

在高速迴轉下，迴轉導入必需承受嚴重問題：機械磨擦。然而磁性流體可解決此類問題。

磁性流體的密封機構，是藉由磁流體外部之磁石與轉軸型成一密封之磁力線，轉軸間之空隙就藉由磁性流體來密封。

2023/7/1322第22頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月磁性流體導入其軸由於不與固體物質(zhì)接觸，因此不會造成摩擦摩耗、潔淨、壽命長。2023/7/1323第23頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月十一、電氣導入

其功用為將大氣側之電力傳導至真空側，暨電氣訊號傳輸之用。2023/7/1324第24頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月十二、真空視窗

用以觀察真空容器中所產(chǎn)生之狀態(tài)。2023/7/1325第25頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月【補充資料】

壹．一般真空材料之必要條件：

(1)材料之蒸氣壓低，不會吸放氣體。

(2)真空排氣時，不會造成洩漏。

(3)具有適當之強度，耐熱性佳。貳．不銹鋼

可以定義為合金鋼，含洛（CR）量為10％以上，其防鏽原理為表面之洛的表皮十分細緻，可防止水氣及其它腐蝕性氣體向內(nèi)部侵蝕。2023/7/1326第26頁，課件