Page 37 - 《真空与低温》2026年第1期

34 真空与低温 第 32 卷 第 1 期

和处理工艺，保证放气率比较低。采用的主要工艺 和 260 ℃，VC4 上下球室烘烤温度设置为 300 ℃ 和
方法为清洗和真空烘烤。 280 ℃，烘烤时间维持 72 h，然后以 5 ℃ 的速率降温。
（1）清洗。由污染物所造成的气体、蒸气源会 当温度降至 23 ℃ 时，使用 PIG3（热阻复合规，型号：
使真空系统不能获得所要求的真空度，还会影响真 IFICON BPG400）测量 VC3 的压力值即为 VC3 的
空部件连接强度和密封性能。 极限压力，使用 EXG1（电离真空计，型号：Leybold
在进行校准工作前，先对装置材料表面清除异 IE414）测量 VC4 的压力值即为 VC4 的极限压力。
物、灰尘、污垢。清洗目的是改进真空系统中所有
器壁和其他组件表面在各工作条件下的工作稳定 被测真空计
性，工艺技术上的清洁必须保证所有的表面尽可能
没有微观结构物质，并且使清洗后表面的各种分子
约束得更紧密，在基体相上没有明显的化学物质。
（2）真空烘烤。对真空容器进行烘烤可以显著
增加解吸率和扩散率，而且会缩短抽气时间。作为
预处理工艺的最后一个步骤，可在温度高达 900 ℃
时进行退火，后续烘烤温度可达到 300 ℃。
上述清洗、烘烤均须根据不同类型的真空材料 旁抽阀门
用不同的工艺流程，如采用不同的烘烤时间、温度、
VC4
压力和交替循环程序，可实现更低的材料放气率。 截止阀门
使用上述真空工艺流程处理后，实际测试装置的 图 2 校准室 VC4 保护阀门和旁抽系统三维模型图
3
−12
真空腔体内表面放气率小于 10 Pa·m /（m ·s）。 Fig. 2 3D model of VC4 protection valve and bypass pumping
2
1.4 超高真空校准室快速抽气保护阀门设计 system for calibration chamber

在超高真空计的校准过程中，如安装被校真空
校准室 VC3、VC4 极限压力的测试结果如表 2
计，需要将整个校准室暴露大气，此时大气中的水
所列。
蒸汽及其他杂质气体会附着于校准室内壁，校准室

的本底压力若要达到 1×10 Pa 水平，则必须进行
−8
表 2 校准室极限压力测试结果
长时间的高温烘烤以降低校准室的极限压力，导致
Tab. 2 Test results of ultimate vacuum degree for
校准效率大幅降低。在拆装被校真空计时，无法在 calibration chamber
完全真空的条件下进行，需要尽可能控制真空室接
项目 VC3 极限压力/Pa VC4 极限压力/Pa
触大气的面积。
技术要求 低于 1×10 −6 低于 1×10 −8
因此，本文提出校准室保护阀门的设计，如图 2
测试结果 5.00×10 −8 8.34×10 −9
所示。在拆装被校真空计时，先关闭保护阀门，使

其与校准室 VC4 隔离（此时 VC4 内仍为超高真空 2.2 真空压力校准的测量不确定度评定
状态）。安装好被校真空计后，先通过旁抽系统对 由于标准装置采用三种方法实现 1×10 ～1×
−8
法兰管道进行预抽，达到一个较低的压力（必要时 10 Pa 范围的真空压力的校准，因此需根据不同的
5
进行短暂烘烤），然后关闭旁抽系统截止阀门，再打
校准方法和测量不确定度数学模型，对不同范围的
开校准室 VC4 保护阀门，使被校真空计与校准室
真空校准范围进行不确定度评定。
VC4 连通，避免将校准室 VC4 直接暴露大气，提高
5
对于校准范围为 1×10 ～1×10 Pa 的真空压力
−4
校准效率。
校准结果修正系数按式（1）计算：
2 校准装置的性能测试结果 p std
C = （1）
2.1 高真空 VC3 校准室和超高真空 VC4 校准室 p ind
的极限压力 式中：C 为修正系数； p std为标准压力值； p ind为被校
启动 VC3 和 VC4 的真空抽气系统，开启各自 仪器测量值。
−4
−8
的烘烤系统，VC3 上下球室烘烤温度设为 280 ℃ 校准范围为 1×10 ～1×10 Pa 的真空压力校