4.0.1. Давление в вакуумной системе

Любая вакуумная система может быть представлена как некоторое пространство, ограниченное замкнутой поверхностью, элементы которой либо десорбируют1), либо сорбируют газы. .Если преобладает десорбция, то давление в системе возрастает, если же преобладает сорбция — давление уменьшается.

где ΣI обозначает сумму потоков натекающего газа, ΣS — сумму скоростей откачки (вместе с сорбцией).

Зависимость (4.1) выражает важную закономерность: для получения возможно низкого давления р следует применять устройства с возможно большей скоростью откачки S, а также всемерно стремиться к уменьшению притока I газов в вакуумную систему.

Выводы, следующие из этого положения, являются основой рационального проектирования и изготовления устройств высокого вакуума.

Следует отметить, что даже при самом тщательном обезгаживании стенок сосуда и ограничении проникания газов извне всегда существует некоторый приток газа в объем сосуда. Это можно представить так: каждая единица элемента поверхности стенки сосуда является источником газа с интенсивностью газовыделения I1.

Обе эти задачи — удаление газов и уменьшение интенсивности их выделения с поверхности стенок — являются основными задачами• первая — техники, а вторая — технологии высокого вакуума.

Первая задача решается путем откачки сосудов с помощью вакуумных насосов разнообразных конструкций, действие которых основано на различных принципах.

Вторая задача касается газов, связанных с поверхностью и объемом материалов, из которых изготавливаются стенки сосуда, вакуумные трубопроводы и другие элементы вакуумных устройств. Эти вопросы являются предметом изучения технологии материалов высокого вакуума, в основе которой лежат физика и химия явлений в толще и на поверхности материалов. Сюда входят процессы выделения (десорбции) газов твердыми телами, поглощения (сорбции), связывания газов на поверхности (адсорбции) и внутри стенок сосуда (абсорбции), растворения газов в материале стенок, переноса массы газов внутри материала (диффузии) и, наконец, проникновения сквозь стенки.

Явления, происходящие при создании и поддержании вакуума, — процессы откачки, сорбции, десорбции и т. д. — характеризуются определенными параметрами, которые требуют количественных измерений, составляющих предмет вакуумной метрологии.

1)Впуск газа через отверстие в подвергаемый откачиванию объем можно считать эквивалентным десорбции с площади впускного отверстия