[發明專利]一種用于低溫材料出氣性能測試的金屬系統

有效

• 申請號: 200910259344.3
• 申請日: 2009-12-17
• 公開（公告）號: CN101718666A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 孫冬花;陳聯;溫永剛;陳光奇
• 申請（專利權）人: 中國航天科技集團公司第五研究院第五一○研究所
• 主分類號: G01N7/14
• 分類號: G01N7/14
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 張利萍

技術領域

本發明涉及一種對低溫材料出氣性能進行測試的金屬系統，屬于低溫材料領域。

背景技術

目前，對材料出氣性能的測試方法有兩種：第一種是動態法又稱流量率法，即在恒溫樣品室內，測出材料在樣品室兩端壓力隨時間變化曲線，進而確定樣品出氣性能的測試方法，其特征是樣品在樣品室兩端來回移動，測試過程中樣品處于動態抽空狀態；第二種是靜態法又稱定容法，即在固定樣品的溫度、質量和出氣空間容積的條件下，測定在一段時間內，由于材料出氣而引起的樣品室固定容積V的壓力變化和四極質譜計的離子流強度變化，從而計算出樣品的出氣速率和出氣成分的方法，其特征是樣品固定不動，且在測試過程中始終處于靜態出氣狀態。第一種方法具有測試誤差小，適用范圍廣的特點，但由于其測試時樣品處于動態狀態，不適用于測試低溫材料的出氣性能，且設備多為玻璃材質，使用維護極為不便；第二種方法雖適用于測試低溫材料的出氣性能，但測試設備為玻璃材質易碎，且玻璃閥門的油脂對測試結果有很大影響，測量誤差較大。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中對材料出氣性能測試的方法存在的不足，提出了一種對低溫材料出氣性能進行測試的金屬系統。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

本發明的一種對低溫材料出氣性能進行測試的金屬系統包括：樣品室、電容規、微調閥、金屬軟管、高真空角閥、液氮冷阱、質譜計、插板閥、分子泵和機械泵組成；其連接關系為：機械泵作為前級泵與分子泵相連，分子泵通過插板閥與液氮冷阱垂直連接；液氮冷阱左右兩側各有一法蘭連接口；質譜計通過一個直角三通與液氮冷阱和金屬軟管連接，直角三通的垂直法蘭端與液氮冷阱右側法蘭連接，另一端與金屬軟管連接；高真空角閥的一側通過一直角彎頭與液氮冷阱左側法蘭連接，另一側通過法蘭連接方式與樣品室相連；樣品室上端接有兩根直管，一根直管通過密封法蘭與金屬四通相連，金屬四通的其他三個接口分別通過快卸法蘭的連接方式與電容規連接；另一根直管通過球頭密封方式與微調閥的一端連接，微調閥的另一端則與金屬軟管連接。

樣品室是由304鋼材料制成，且內部經過拋光鈍化處理，樣品室內徑Φ為40～60mm、壁厚為1.2～1.8mm、長度為300～500mm的圓筒體，樣品室密封方式為金屬密封。高真空角閥采用金屬角閥，這樣降低系統自身出氣對檢測結果的影響，且提高系統的可靠性和準確性。

本發明的一種對低溫材料出氣性能進行測試的方法為：由機械泵和分子泵組成的抽真空系統對樣品室內的樣品進行抽空處理，同時液氮冷阱對系統產生的油蒸汽進行低溫吸附，當樣品室壓力抽到1×10^-3Pa時，關閉高真空角閥和插板閥，使用電容規在規定時間內測試樣品室內壓力變化情況，從而計算出樣品的出氣速率；出氣速率測試結束后，打開微調閥，通過金屬軟管將樣品放出的氣體進樣到質譜計中，通過質譜計對樣品的出氣成分進行分析，從而確定樣品的出氣成分。

有益效果

(1)由于系統的樣品室選用的是304鋼材料，且內部經過拋光鈍化處理，不但增加了系統的可靠性，而且降低了系統自身的出氣對測試結果的影響；

(2)由于系統采用電容規對樣品室的壓力進行測量，消除了通常采用的電離規和冷陰極規自身吸氣對測試結果的影響，提高了測試結果的準確度；

(3)樣品室加工成圓筒體，可適用于多種不同形態低溫材料的出氣性能測試，便于模擬實際使用狀態，測試結果更可靠。

附圖說明

圖1為本發明的組成結構示意圖；

其中，1-樣品室、2-電容規、3-微調閥、4-金屬軟管、5-高真空角閥、6-液氮冷阱、7-質譜計、8-插板閥、9-分子泵、10-機械泵。

具體實施方式

如圖1所示，為本發明系統的結構示意圖，其中，1-樣品室、2-電容規、3-微調閥、4-金屬軟管、5-高真空角閥、6-液氮冷阱、7-質譜計、8-插板閥、9-分子泵、10-機械泵；由機械泵10和分子泵9組成的抽空系統先對樣品室1內的樣品進行抽真空處理，其中樣品室為內徑Φ40mm、壁厚1.5mm、長度為500mm的圓筒體，同時液氮冷阱6對系統產生的油蒸汽進行低溫吸附，當樣品室1壓力抽到1×10^-3Pa時，關閉高真空角閥5和插板閥8，使用電容規2在規定時間內測試樣品室1內壓力變化情況，從而計算出樣品的出氣速率。出氣速率測試結束后，打開微調閥3，通過金屬軟管4將樣品放出的氣體進樣到QMS200型四極質譜計7中，通過質譜計對樣品的出氣成分進行分析，從而確定樣品的出氣成分。