真空零部件的表面清洗处理方法

真空零部件的表面清洗处理方法

真空清洗一般定义为在真空工艺进行前，先从工件或系统材料表面清除所不期望的物质的过程。真空零部件的表面清洗处理是很必要的，因为由污染物所造成的气体、蒸气源会使真空系统不能获得所要求的真空度。此外，由于污染物的存在，还会影响真空部件连接处的强度和密封性能。

一、真空加热清洗

将工件放置于常压或真空中加热．促使其表面上的挥发杂质蒸发来达到清洗的目的，这种方法的清洗效果与工件的环境压力、在真空中保留时间的长短、加热温度、污染物的类型及工件材料有关。其原理是加热工件．促使其表面吸附的水分子和各种碳氢化合物分子的解吸作用增强。解吸增强的程度与温度有关。在超高真空下，为了得到原子级清洁表面，加热温度必高于450度才行．加热清洗方法特别有效。但有时，这种处理方法也会产生副作用。由于加热的结果，可能发生某些碳氢化合物聚合成较大的团粒，并同时分解成碳渣。

二、紫外线辐照清洗

利用紫外辐照来分解表面上的碳氢化合物。例如，在空气中照射15h就可产生清洁的玻璃表面。如果把适当预清洗的表面放在一个产生臭氧的紫外线源中．要不了几分钟就可以形成清洁表面（工艺清洁)。这表明臭氧的存在增加了清洁速率。其清洗机理是：在紫外线照射下，污物分子受激并离解，而臭氧的生成和存在产生高活性的原子态氧。受激的污物分子和由污物离解产生的自由基与原子态氧作用．形成较简单易挥发分子．如H203、CO2和N2．其反应速率随温度的增加而增加．

三、放电清洗

四、气体冲洗

1.氮气冲洗

氮气在材料表面吸附时，由于吸附能小，因而吸留表面时间极短.即便吸附在器壁上，也很容易被抽走。利用氮气的这种性质冲洗真空系统，可以大大缩短系统的抽气时间。如真空镀膜机在放入大气之前，先用干燥氮气充入真空室冲刷一下再充入大气，则下一抽气循环的抽气时间可缩短近一半，其原因为氮分予的吸附能远比水气分子小，在真空下充入氮气后，氮分子先被真空室壁吸附了。由于吸附位是一定的，先被氮分子占满了，其吸附的水分子就很少了，因而使抽气时间缩短了。如果系统被扩散泵油喷溅污染了，还可以利用氮气冲洗法来清洗被污染的系统.一般是一边对系统进行烘烤加热，一边用氮气冲洗系统，可将油污染消除。真空阀门

2. 反应气体冲洗

真空阀门这种方法特别适用于大型超高不锈钢真空系统的内部洗(去除碳氢化合物污染)。通常对于某些大型超高真空系统的真空室和真空元件，为了获得原子态的清洁表面，消除其表面污染的标准方法是化学清洗，真空炉焙烧、辉光放电清洗及原能烘烤真空系统等方法。以上的清洗和除气方法常用于真空系统安装前及装配期间。在真空系统安装后(或系统运行后)，由于真空系统内的各种零部件已经被固定，这时对它们进行除气处理就很困难，一旦系统受到(偶然)污染(主要是大原子数的分子如碳氢化合物的污染)，通常要拆卸后重新处理再安装,而用反应气体工艺，可以进行原位在线除气处理．有效地除去不锈钢真空室内的碳氢化合物的污染.其清洗机理：在系统中引述氧化性气体(O2、N0 )和还原性气体(H2、NH3)对金属表面进行化学反应清洗，消除污染，以便获得原子态的清洁金属表面。表面氧化／还原的速率取决于污染的情况及金属表面的材质，表面反应速率的大小通过调整反应气体的压力和温度来控制。对于每一种基材而言，精确的参数要通过实验来确定.对于不同的结晶取向，这些参数是不同的。