Данилин Б.С. - Вакуумное нанесение тонких плёнок (1051250), страница 32
Текст из файла (страница 32)
Эта сталь ие отличается высокой коррозпонной стойкостью, но она дешева, хорошо обрабатывается реза- 155 пнем н давлением, хорошо сваривается и паяется. Для уменьшения коррозии детали, изготовленные нз этой стали, обычно подвергают пассивированию или никелнрованию, чем обеспечивается возможность их примеи"- ния прн разрежении до 1О-' млг рг. сг. Для изготовления вакуумной аппаратуры, предназначенной для получения давлений ниже 1О-' жм рг. сг., чаще всего применяется аустеннтная 1немагнитная) нержавеющая сталь Х!8Н!ОТ. Эта сталь хорошо сваривается, химически устойчива и достаточно жаропрочна, однако она не принимает закалку, а поэтому, когда изделие нз нержавеющей стали необходимо закалить, то обычно применяют сталь марки 1Х!3 и 2Х13. Из цветных металлов при изготовлении вакуумной аппаратуры широкое применение находит медь. Она пластична, газонепроницаема и хорошо обрабатывается в холодном состоянии.
Медь применяется в виде листов, лент, полос, прутков, проволоки и труб различных размеров. Наиболее часто используют медь марки М-1. Если такие детали необходимо подвергать нагреву в среде водорода, то применяют бескислородную медь марки МБ, которая получается путем плавки обычных сортов меди в атмосфере чистой и сухой окиси углерода.
Еще более плотный и чистый металл представляет собой вакуумная медь, получаемая путем плавки в вакууме наиболее чистых сортов меди. Из свойств меди, кроме хорошей обрабатываемостн и газонепроницаемости, большое значение имеют ее высокая теплопроводность и электропроводность, а также возможность получения вакуумноплотных спаев со стеклом. Большим недостатком меди является ее активность к кислороду. При этом следует иметь в виду, что если прн низких температурах на медных деталях при воздействии на них кислорода образуется только поверхностная пленка, которая легко восстанавливается прп прогреве в вакууме, то при высоких температурах глубина и скорость проникновения кислорода быстро возрастают, и окисленные медные детали обладают большим газовыделением в вакууме.
Из сплавов меди чаще всего используется латунь марок Л-62, Л-68, ЛС-69. Латунь является пластичным материалом и допускает изготовление деталей сложной формы давлением. Однако широкое использование латуни в вакуумной аппаратуре ограничено высокой лету- 557 честью цинка, входящего в ее состав, который интенсивно испаряется при нагреве, засоряя вакуумную аппаратуру. По этой же причине детали, изготовленные из латуни, нельзя отжигать или подвергать пайке в водородных или вакуумных печах, так как при этом латунь приобретает пористую структуру и становится совершенно непригодной для дальнейшего использования.
Поэтому латунь применяется только для внутренних деталей вакуумной аппаратуры, подвергаемых нагреву до температуры не свыше 150'С или же для тех деталей, не находящихся под вакуумом, которые по каким- либо причинам не могут быть изготовлены из стали. Оловянистые и оловянно-цинковые бронзы также применяются ограниченно, так как при повышенных температурах входящее в их состав олово ведет себя подобно цинку. Для пружинящих контактов и иногда для сильфонов применяется берпллиевая бронза. Никель марки Н-0 и Н-! и некоторые его сплавы обычно применяются для изготовления сложных паяных узлов.
Это объясняется тем, что никель даже в холодном состоянии хорошо воспринимает различные виды механической обработки, ковку, прокатку, волочение, штамповку, прессовку и хорошо спаивается не только со сталью и медью, но и с алюминием. Для осуществления высоковакуумных спаев с тугоплавкими стсклаиш широкое применение находит ковар (марки Н28 и К!8), в состав которого входиг никель, кобальт и железо. Прокладочиые материалы Прокладочный материал, используемый в аппаратуре высокого вакуума для обеспечения герметичности разьемных соединений, должен обеспечивать полное отсутствие течей при незначительном выделении газов из самой уплотняющей прокладки. В установках, где требуется получение давления пе ниже !О-' м.и рт. сг.
для умерснных температур (от 20 до 120' С) и нагрузок (от 5 до 20 кг/смг), широкое применение в качестве материала для прокладок получили специальные сорта резины. Белая вакуумная резина марки 7889 выпускается в виде пласгин толщиной от 2 до 20 мм, шириной и длиной до 500 мм, а также в виде шлангов н шнуров круг- 156 лого или прямоугольного сечений. Она обладает высокими эластпчнымп сгойствамп, хорошо уплотняет разборные соединения, но не стойка к действию масел и органических соединений.
Черная вакуумная резина сорта 9024 выпускается также в виде пластин, шнуров и шлангов. Черная резина в полтора раза менее эластична, чем белая, но значительно более маслостойка: за 24 ч пребывания в вазелиновом масле прп температуре 70' С она набухает не более чем на 6Ъ (белая резина в таких же условиях дает набухание до 907о). Наибольшая температура длительного нагрева для обычных сортов вакуумной резины составляет 50 — 60'С, хотя кратковременно резина может быть нагрета до 100 — 120'С. При ббльшей температуре происходит размягчение и разрушение резины, что сопровождается интенсивным газовыделением, При температуре ниже нуля резина постепенно твердеет и теряет свою эластичность, вследствие чего у обычных сортов вакуумной резины уже при — 30' С в месте контакта поверхности фланца с резиновой прокладкой может возникнуть течь. При температуре жидкого азота (--196' С) резина становится хрупкой.
Однако следует иметь в виду, что при низких температурах происходит лишь временная утрата резиной эластичности. При возвращении от низких температур к нормальным температурным условиям резина вновь восстанавливает свои упругие свойства. Значительно большей устойчивостью к воздействию высоких температур обладает силиконовая резина марок 14Р-2, 5Р-129 и 5Р-25. Она может в течение длительного времени выдерживать нагрев до 300 — 350'С, не проявляя при этом признаков химического разложения. Однако силиконовая термостойкая резина уже при нагреве выше 100'С сравнительно легко получает остаточные деформации от сжатия, а при 200'С и выше почти полностью теряет упругость и не в состоянии уже обеспечивать вакуумное уплотнение, Помимо резины, в качестве прокладочного материала широкое распространение получил фторопласт-4.
Он является полимером тетрафторэтилена СРг — СГг (этилен, в молекуле которого все четыре атома водорода замещены атомами фтора). При нагреве во фторопласте не происходит ника. 159 кнх химических реакций. В результате этого он оаладает необычайно высокой для органического вещества термостойкостью, что позволяетпроизводить его нагрев вплоть до температуры фазового перехода (327'" С). Однако если при комнатной температуре газовыделенне фторопласта ничтожно мало, то при нагреве до температуры 200 †3' С оно резко возрастает; при температуре выше 400' С фторопласт начинает подвергаться разложению с выделением газообразного фтора— ядовитого и химически активного вещества.
Морозостойкость материала характеризуется сохранением гибкости даже при температуре ниже — 80'С. Фторопласт совершенно не горюч, не растворяется пн в одном из растворителей, практически негигроскопичен, не смачивается водои и другими жидкостями. По стойкости к химически активным веществам он превосходит золото и платину. Высокие диэлектрические свойства фторопласта, не зависяшие от частоты приложенного напряжения и мало зависящие от температуры, позволяют использовать его для изготовления изолирующих и уплотняющих прокладок вакуумных электрических вводов. Прокладки из фторопласта, помимо вакуумноплотного соединения трубопроводов и других элементов вакуумных систем, могут использоваться в уплотнениях сальникового типа для передачи в вакуум поступательнога и вращательного движения. При этом вакуумные системы с целью обсзгажнвания могут быть подвергнуты длительному прогреву (в течение нескольких часов) до температуры 200'С и кратковременному прогреву до 300 — 350'С.
Однако следует иметь в виду, что по сравнению с вакуумной резиной фторопласт значительно менее эластичен. Он имеет сравнительно высокий коэффициент линейного расширения, значительно изменяющийся в различных диапазонах температур (от 8 1Π— ' до 250 !О-з), Оригинальным свойством фторапласта является то, что, будучи деформирован при низкой температуре, он стремится восстановить при дальнейшем прогреве свою первоначальную форму.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
