1.真空泵的使用
启动扩散泵前要先用机械泵将系统抽至低真空,然后接通冷却水,接通电炉,使硅油逐步加热,缓缓升温,直至硅油沸腾并正常回流为止。扩散泵在使用时,要防止氧气或空气进入泵内,以避免硅油被氧化。关闭扩散泵的程序是:先切断加热电炉的电源,待硅油停止沸腾不回流时,再关闭冷却水,关闭扩散泵前后真空活塞,最后关闭机械泵电源。停止机械泵工作前,应先使泵的抽气口通大气,否则突然切断机械泵电源,泵中的油会被大气驱入真空系统。吸附泵、分子泵和钛泵的启动和关闭,应遵循规定的操作程序进行,使用前必须仔细阅读使用说明书。
2.真空系统的检漏
低真空系统的检漏,最方便的是使用高频火花真空检漏仪。它是利用低压力(102~10-1Pa)下气体在高频电场中,发生感应放电时所产生的不同颜色,来估测气体的真空度的。使用时,按住手掀开关,放电簧端应看到紫色火花,并听到蝉鸣响声。将放电簧移近任何金属物时,应产生不少于三条火花线,长度不短于20mm,调节仪器外壳上面的旋钮,可改变火花线的条数和长度。火花正常后,可将放电簧对准真空系统的玻璃壁,此时如真空度优于10-1Pa或压力大于103Pa,则紫色火花不能穿越玻璃壁进入真空部分;若真空度小于10-1Pa,则紫色火花能穿越玻璃进入真空部分内部,并产生辉光。
当玻璃真空系统上有微小的沙孔漏洞时,由于大气穿过漏洞处的导电率比绝缘的玻璃导电率高得多,因此当高频火花真空检漏仪的放电簧靠近漏洞时,会产生明亮的光点,这个明亮的光点就是漏洞所在处。
实际的检漏过程如下:启动机械泵,在数分钟内可将真空系统压力抽至10~1Pa,用高频火花检漏仪检查系统,可以看到红色的辉光放电、蓝白色的辉光放电、直到极浅的蓝色的荧光,它们分别对应于不同的真空度。这时若关闭机械泵与系统连接的活塞,10min后,再用高频火花检漏仪检查,其放电颜色应和10min前相同,否则表示系统漏气。漏气一般发生在玻璃结合处、弯头处或活塞处。可用高频火花检漏仪仔细检查,如发现有明亮的光点存在,就是沙孔漏洞。为了迅速找出漏气所在,通常用分段检查的方式进行,即关闭某些活塞,把系统分几个部分,分别检查,确定了某一部分漏气,再仔细检查漏洞所在处。
一般来说,个别小沙孔漏洞可用真空泥涂封,较大漏洞则需要重新焊接。
系统能抽到并维持低真空后,便可启动扩散泵,待泵内硅油回流正常,可用高频火花检漏仪重新检查系统,当看到玻璃管壁呈淡蓝色荧光,而系统内没有辉光放电,表示真空度已优于10-1Pa,否则,系统肯定还有极微小漏气处。此时同样可利用高频火花检漏仪分段检查漏气,再以真空泥涂封。
注意:不能把高频火花检漏仪放电簧指在某处停留过久,这样有时会制造出一个漏洞来。同时,高频火花检漏仪工作3min左右应停用瞬间。然后再按手掀开关继续使用,这样可防止高频火花检漏仪损坏。(www.daowen.com)
玻璃真空系统上的铁夹附近,或金属真空系统,不能用高频火花检漏仪检漏,一般改用在系统表面逐步涂抹丙酮、甲醇或肥皂液的方法,当涂抹液进入漏洞的瞬间,系统漏气速率会突然减小,由此可找出漏孔。
若管道段找不到漏孔,则通常为活塞或磨口接头处漏气。须重涂真空酯或换接新的真空活塞或磨口接头。磨口在涂真空酯之前,必须用有机溶剂仔细清洗,最后用丝绸蘸以有机溶剂擦洗,绝不允许磨口上沾有任何纤维。真空酯要涂得薄而均匀,两个磨口接触面上不应留有任何空气泡或“拉丝”现象。
3.真空系统的操作
在开启或关闭活塞的,应两手进行操作,一手握活塞套,一手缓缓旋转内塞,务使开、关活塞时不产生力矩,以免玻璃系统因受力而扭裂。天气较冷时,须用热吹风使活塞上的真空酯软化,使之转动灵活。任何一个活塞的开启或关闭,都应注意影响系统的其他部分。
对真空系统抽气或充气时,应通过活塞的调节,使抽气或充气缓缓进行,切忌系统压力过剧的变化。因为系统压力突变会导致U形水银压力计的水银冲出或吸入系统。
进行真空系统测量,若用吸附剂低温(如液氮温度)吸附气体,则当实验结束时需要注意,吸附剂温度回升会释放大量被吸附的气体,造成系统压力剧升,此时应及时用机械泵将放出的气体抽出系统。
以上的具体操作介绍均是参照机械泵-扩散泵-玻璃系统,主要是让大家熟悉和了解简单真空操作的过程和注意事项。随着技术的发展,玻璃真空系统已经逐渐被淘汰,而自动化程度很高的金属真空系统正占据主导地位。
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