真空腔体

真空腔体是内部为真空状态的容器,很多先进的技术工艺均需要在真空或惰性气体保护条件下完成,真空腔体是这些工艺过程中重要的基础设备.

根据真空度国标真空被分为低真空（100000-100Pa）,中真空（100-0.1Pa）,高真空（0.1-10-5Pa）,超高真空（10-5-10Pa）。真空腔体真空腔体的加热方式分为内加热和外加热两种,外加热是在腔体外部加热,依靠腔体壁将热量传导进来,通过热辐射传递热量。低真空主要应用于隔热及绝缘、金属熔炼脱气、无氧化加热、真空冷冻及干燥和低压风洞等;高真空主要应用于真空冶金、真空镀膜设备等领域;超高真空则偏向物理实验方向。

真空腔体加工的注意事项

真空腔体是保持内部为真空状态的容器，真空腔体加工要考虑容积、材质和形状。

超高真空系统主要采用不锈钢材质。其中300系列不锈钢(表1)是含Cr10%～20%的低碳钢，具有优良的抗腐蚀性、无磁性、焊接性好、导电率、放气率低和导热率低、能够在-270～900℃工作等优点，在高真空和超高真空系统中，应用较广。

为了减小腔体内壁的表面积，通常用喷砂或电解抛光的方式来获得平坦的表面。超高真空系统的腔体，更多的是利用电解抛光来进行表面处理。

真空腔体制造技术

基板指的是一个大的法兰适配器，可以把一个位置低的腔体或者钟形罩连接到真空泵。基板通常有一个位于中心位置的端口或者法兰连接装置，可连接到真空抽气系统。

脱气箱或者脱气室通常是腔体结构，一般带有铰链接口，可连接不需要高真空环境的其他装置，如塑料样品、血液、粘合剂、化学制品或其他液体的除气设备。

辅助井用于连接抽气系统和钟形罩。

基地井整合了基板和真空密封颈，用焊接接头取代一个真空密封件，可以同时实现基板和密封设备两个部件的功能。

钟形罩由圆柱形的主体和一个半球形或球形的端口组成。可选材料包括玻璃、金属和塑料。标准钟形罩的直径是12英寸，14英寸，18英寸和24英寸。

提供专用设备腔的定制服务，腔体的外形和开口可以根据用户要求进行设计。

表面分析腔有通用腔体，用户也可以在通用腔体的基础上进行自定义设计。

手套箱和焊接箱专用于熔炼或焊接钛、锌等对易在大气中氧化的材料。

真空密封颈是基板和钟形罩之间的过渡组件，它可以提供额外的高度和更多的自由端口。

装载锁定室是建在主腔体上的小腔体，可在不破坏主腔体真空度的条件下，将样本、晶片或其他组件从外部大气环境移动到内部高真空环境中。

真空腔体可以按照真空度进行分类，包括粗或低真空度(< 760, > 1 torr)，中真空度(< 1, >10-3 torr)，高真空度(< 10-3, >10-8 torr)，超高真空度(< 10-8 torr)，以及非真空的高压力 (> 760 torr)。真空腔的宽度和外径等常规尺寸是非常重要的参数。热偶计的示漏物质有二氧化碳，丁烷，酒精等，热偶计的反响比较慢，要仔细观察。标准钟形罩或柱形腔体的可选直径是12英寸，14英寸，18英寸和24英寸。

真空腔体或者真空组件的可选项包括法兰、装配形式、表面抛光或电抛光、开口或传导口，加热器和冷却方式等。

Ferrotec在真空中制造中的解决方案

使用磁流体密封件作为在旋转过程中真空解决方案。磁流体密封件可以隔绝大气和污染物。

制备的石英用来制造视口及配件等组件，石英在许多其他加工工艺中也有使用。

真空镀膜可选Ferrotec的PVD电子束蒸发系统。

如需了解更多真空环境下的制造信息，请参考真空工业界的资料。

复杂的真空腔体通常需要定制，即针对应用终端进行专门的设计和制作。某些常见的真空腔体已经过预先设计，如手套箱、焊接室、脱气箱、表面分析真空腔等。当空隙到达一定的长度后，单靠添加空隙间隔进步耐压水平已经好不容易，这时选用多断口反而比单断口有利。例如脱气箱和手套箱一般采用低真空环境，可用于焊接，或用于塑料制品、复合材料层压板、封装组件等的脱气。