高真空工厂中的泵送系统与表面光洁度

在高真空工厂中，泵送系统用于去除工作腔中的空气。这听起来简单，但实际上过程更复杂。

泵送过程

最开始，泵会去除腔室内的空气，主要成分包括氮气、氧气和水蒸气。然而，随着时间推移，泵管理的气体逐渐被来自腔室表面的脱气气体取代。脱气是指表面挥发性物质释放的气体流动，其中水分子是主要成分。以不锈钢真空室为例，表面通常有一层薄薄的氧化铬，水分子会紧紧吸附在其上。这意味着，去除这些水分子需要时间和努力，通常需要在足够的真空条件下暴露一段时间。

加速脱气

为加速脱气过程，可以将真空室加热至至少110-120°C，只要待处理材料不会因高温而受损。

水的影响

化学吸附的水分子数量通常很小，每平方米只有1毫克。然而，这些水分子在脱气时会变成蒸汽，占据很大体积。例如，从1平方米表面脱气的水在1e-4 mbar的压力下可以产生约12,200升的蒸汽，全部需由泵管理。

表面光洁度的重要性

随着追求更高真空度，腔室内表面的光洁度显得尤为重要。表面粗糙度增加会导致水分子更多，因为粗糙表面增加了有效接触面积。就像在胶合或喷漆时需要增加基材的粗糙度来提高附着力，真空环境中则需要尽量保持表面光滑，以缩短泵送时间。

在极高真空（EHV）腔室中，通常需要镜面抛光的表面，但真空系统容易因沉积材料的残留而变脏。因此，选择一种在光滑度和易清洁性之间取得良好平衡的表面处理方式，如陶瓷微球喷丸处理，通常是最佳选择。