3.8. Проникновение гелия сквозь стекло

При сверхвысоком вакууме, особенно в системах, изолированных от насоса, даже небольшой приток газа оказывает значительное влияние на уровень давления в вакуумной системе, следовательно, проникновение газа сквозь стенки может иметь в таком случае существенное значение. Из анализа коэффициентов проникания газов в различных материалах следует, что

газом, с проникновением которого сквозь стенки вакуумной системы следует считаться прежде всего, является гелий, а наиболее проницаемыми твердыми материалами — некоторые сорта стекол (проникновением других газов сквозь эти стекла по сравнению с гелием можно пренебречь). Следует помнить, что содержание гелия в атмосферном воздухе достаточно велико: его парциальное давление в атмосфере составляет ~4•10-3 Тор. Оказывается, что проницаемость твердых стекол в отношении гелия больше, чем мягких, причем она уменьшается с уменьшением содержания стеклообразующих окислов в стекле (SiO2, В2О3, Р2O5). Большое содержание стеклообразующих окислов снижает энергию активации диффузии, что содействует росту диффузии и, следовательно, увеличивает проницаемость.

Кривые на фиг. 3.24 иллюстрируют зависимость энергии активации диффузии от содержания SiO2+В2О3+Р2O5 в различных стеклах. Добавление Nа2O, Н2O и ВаО полезно в отношении уменьшения проникновения гелия. Такие окислы, как Аl2O3 и РbО, слабо влияют на проникновение гелия. На фиг. 3.24 приведена также зависимость коэффициента проникания П (при температуре 373 К) от содержания стеклообразующих окислов. Номера около точек на кривой соответствуют номерам стекол, согласно табл. 3.16.