nsc1.pvd
nsc1.pvd
خواندن ۳ دقیقه·۴ سال پیش

Outgassing چیست؟ | Outgassing در سیستم‌های خلاء


در سیستم‌های خلاء بالا، مهمترین منبع اختلال در خلاء محیط، گاز‌هایی است که از سطوح اجسام موجود در محفظه خلاء دفع می‌شود که به اصطلاح به آن Outgassing می‌گویند. به منظور کاهش پیوندهای کامل نشده اتم‌های سطحی، سطوح، مکان‌های فعالی برای جذب گازها و بخارات هستند. این گاز‌ها و بخارات با قرار گرفتن در محیط خلاء از سطح آزاد می‌شوند. این بدان معناست که تمام سطوح، صرف نظر از نوع ماده، دارای Outgassing هستند.

فرآیند‌های Outgassing

چهار منبع اصلی برای پدیده Outgassing عبارتند از:

  • تبخیر(Vaporization): آزاد شدن مولکول‌های ماده از سطح آن
  • دفع(Desorption): آزاد شدن مولکول‌های گاز که قبلا جذب سطح ماده شده بودند. این فرایند ممکن است در اثر حرارت، تحریک الکتریکی یا نوری رخ دهد.
  • انتشار(Diffusion): آزاد شدن مولکول‌های گازی از توده ماده. این مولکول‌ها که در حین فرایند ساخت یا در زمانی که ماده در معرض هوا قرار داشته است، در حجم توده ماده حل شده‌اند در زمانی که ماده در محیطی با فشار کم(مثل محفظه خلاء) قرار گیرد خود را به سطح ماده رسانده و آزاد می‌شوند.
  • نفوذ(Permeation): وارد شدن اتم‌های هوای خارج از محفظه به داخل آن. این پدیده زمانی رخ می‌دهد که اتم‌های گازی محیط اطراف محفظه خلاء از طریق نفوذ به دیواره محفظه، وارد آن می‌شوند. این فرایند شامل سه مرحله است. نخست، اتم‌ها جذب دیواره خارجی محفظه می‌شوند. در گام دوم در داخل توده دیواره انتشار پیدا می‌کنند و خود را به سطح دیواره داخلی محفظه خلاء می‌رسانند و در نهایت از دیواره داخلی محفظه آزاد می‌شوند.

این چهار فرایند در شکل ۱، نشان داده شده است.

?

نرخ Outgassing، میزان گاز آزاد شده از واحد سطح در واحد زمان است. لذا تنها موادی مجوز حضور در محیط خلاء بالا را کسب می‌کنند که نرخ Outgassing آنها از یک حد مجاز بیشتر نباشد. برخی از مواد که به هیچ عنوان نباید در محیط خلاء استفاده شوند عبارتند از: مایعات، پلاستیک‌ها، الاستومر‌ها، چسب‌ها، سرامیک‌های متخلخل و اثرات مرتبط با موجودات زنده مثل مو، ناخن، سلول‌های پوستی، اثر انگشت و … .

در بسیاری از مواقع کاربران Outgassing  را با نشت(Leakage) اشتباه می‌گیرند. در مورد اول، Outgassing، با گذشت زمان فشار کاهش می‌یابد ولی در مورد دوم، نشت یا Leakage، فشار از حد مشخصی پایین‌تر نمی‌رود. هر چقدر فشار پایین تر باشد پدیده Outgassing بیشتر خود را نشان می‌دهد و معمولا در فشارهایی که با روتاری پمپ(Rotary Pump) به آن می‌رسیم این پدیده به صورت ملموس مشاهده نمی‌شود. در بسیاری از دستگاه‌هایی که در محدوده خلاء بسیار بالا(UHV) کار می‌کنند، اصطلاحا از پتوهای گرم‌کن الکتریکی استفاده می‌شود تا با گرم کردن و یا اصطلاحا Bake کردن سیستم، انرژی گرمایی را به مولکول‌هایی که در سطوح داخلی محفظه خلاء به دام افتاده اند، انتقال داده و آنها را سریع‌تر از سطح جدا و به خارج از محفظه خلاء منتقل کنند.

همانطور که گفته شد، جنس مواد مورد استفاده در ساخت سیستم‌های خلاء، در کاهش پدیده Outgassing تاثیر به‌سزایی دارد. این نکته در ساخت محصولات شرکت دانش بنیان پوشش های نانو ساختار نیز نادیده گرفته نشده است. محفظه خلاء و قطعات داخل آن، در محصولات این شرکت که همگی سیستم‌های لایه نشانی در خلاء هستند، به گونه ای طراحی و ساخته شده است که میزان Outgassing در این سیستم‌ها را به حداقل برساند. سیستم‌های لایه نشانی در خلاء ساخت این شرکت از روش رسوب فیزیکی بخار(PVD) برای لایه نشانی استفاده می‌کنند. اسپاترینگ، تبخیر حرارتی و لایه نشانی با استفاده از لیزر پالسی، مکانیزم‌هایی هستند که در محصولات شرکت پوشش های نانوساختار برای ایجاد لایه‌هایی با ضخامت ۱ نانومتر تا چند میکرومتر به کار گرفته شده‌اند.

برای مطالعه بیشتر در این زمینه به مقالات زیر و برای آشنایی با محصولات شرکت به سایت آن مراجعه نمایید

نشتخلاءلایه نشانیoutgassingنانو
شرکت پوشش های نانو ساختار تولید کننده انواع سیستم های لایه نشانی در خلا و اسپاترینگ، از پیشگامان این حوزه در ایران به شمار می رود. https:pvd.ir/fa
شاید از این پست‌ها خوشتان بیاید