2.3.4. Очистка металлов

Как всегда, реальная ситуация сложнее. Во-первых, добавив некоторые примеси к металлам, можно уменьшить газовыделение из металлов. Например, примесь магния удерживает! кислород в никеле, так как магний образует прочное соединение! с кислородом. Казалось бы, если магний удерживает кислород, то последний не должен выделяться и при работе в вакууме! Однако возможны ситуации, когда при отжиге кислород не выделяется, а при последующей работе в вакууме — выделяется.

Во-вторых, примеси могут увеличивать газовыделение, даже если сами они в вакуум не выделяются. Так, углерод испаряется очень медленно и сам удаляться из металла в ва­куум не будет, хотя диффундирует он быстро и быстро подходи» к поверхности металла, но с поверхности он испаряется медленно. Однако, ЗСЛН на поверхности металла есть окислы, а они там почти всегда есть, то углерод, подойдя к поверхности, соединится с кислородом, восстановив металл, к в виде окиси или двуокиси углерода уйдет в вакуум. Это произойдет даже в том случае, если окислы сами по себе при этой температуре не разлагаются и в отсутствие угле­рода вакуум не ухудшают. Плюс на плюс дает ... минус! Две сами по себе не очень вредные примеси становятся весьма вредными, если оказываются вместе. Именно поэтому одним из наиболее распространенных материалов вакуумных систем является сталь с малым содержанием углерода.

В-третьих, отжиг в высоком вакууме дорог — высоковакуум­ные установки дороже и эксплуатация их сложнее, чем низко­вакуумных, а при отжиге в низком вакууме металлы захваты­вают газ из среды. Ситуация относительно проста, если раст­воримость газа в металле уменьшается с ростом температуры — металл отжигают при высокой температуре, быстро охлаждают и получают его чистым. А если растворимость с ростом темпе­ратуры увеличивается? При высоких температурах металл «наглотается» газа, при низких он и рад бы очиститься, но время очистки из-за уменьшившейся при охлаждении скорости диффузии будет слишком большим, и очиститься он не ус­пеет. В этом случае проводят отжиг в высоком вакууме.