Б. Газы в твердых телах

Взаимодействие между газами и твердыми телами не ограничивается только их поверхностью. Поведение газов, находящихся внутри твердого тела, определяется физическими свойствами этого тела. В зависимости от свойств твердого материала газы, находящиеся в нем, могут быть в молекулярном или атомарном виде. Например, в металлах и полупроводниках такие газы, как водород, азот, кислород и т. п., содержатся в атомарном виде, тогда как в стеклах и полимерах они обычно выступают в молекулярном виде (как Н2, N2, О2). Одноатомные (инертные) газы, очевидно, всегда содержатся в твердом теле как атомарные. Состояния газов в твердом теле могут быть различными: от физически свободного со сравнительно большой подвижностью вплоть до химически связанного состояния с большой энергией связи (например, в виде окислов).

Подготовка деталей и устройств, которые затем предполагается поместить в высоком вакууме, должна включать их предварительное обезгаживание. Правильное проведение процесса обезгаживания во время откачки оказывает значительное влияние на качество получаемого в итоге вакуума.

Процесс обезгаживания нагреванием основан на использовании явления диффузии газов в материале. С одной стороны, нагревание создает возможность удаления газов, однако, с другой стороны, оно может привести к проникновению газов из окружающей среды сквозь стенки вакуумной установки внутрь. Даже если стенки вакуумного сосуда не имеют щелей или пор, всегда следует считаться с возможностью проникновения сквозь них определенных газов. Обычно этот процесс медленный, сказывается через длительное время и касается лишь некоторых газов с высокой проникающей способностью, среди которых на первом месте находится гелий. Очевидно, что различные материалы, из которых выполняются вакуумные приборы, обладают разной проницаемостью. Так, например, в электронных вакуумных приборах, откачанных во время изготовления до очень низкого давления (например, в больших генераторных лампах), а затем хранящихся в течение долгого времени, может появиться гелий, проникший из окружающей атмосферы, где его содержание относительно велико1).

1)Поэтому при использовании такого прибора необходимо учитывать возможность наличия в нем газов под давлением, достаточным для возникновения газового разряда, что может испортить прибор Поэтому после включения нового прибора напряжения и токи в нем повышают постепенно, пока не произойдет самопроизвольная откачка ионов газа Нужно иметь в виду, что поглотители, имеющиеся в электронных приборах (геттеры), не адсорбируют инертные газы (следовательно, и гелий) в неионизированном состоянии.