ما هي المواد التي يجب عدم استخدامها داخل غرفة التفريغ؟ تجنب الانبعاثات الغازية والتلوث

على المستوى الأساسي، يجب عدم استخدام أي مادة تطلق الغازات أو الأبخرة تحت ضغط منخفض داخل غرفة التفريغ. الجناة الأكثر شيوعًا هي المواد المسامية مثل الخشب والورق، والعديد من المواد البلاستيكية القياسية مثل PVC والأكريليك، والمواد المتطايرة مثل الزيوت والشحوم ومعظم المواد اللاصقة. هذه المواد تؤثر على مستوى التفريغ وتلوث بيئة الغرفة من خلال عملية تسمى الانبعاثات الغازية.

العامل الأهم في اختيار المواد في التفريغ هو معدل انبعاثاتها الغازية. الهدف هو اختيار المواد التي تطلق الحد الأدنى المطلق من الغازات المحبوسة والمركبات المتطايرة، مما يضمن إمكانية تحقيق والحفاظ على تفريغ نظيف وعميق.

المشكلة الأساسية: الانبعاثات الغازية

التحدي الأساسي داخل غرفة التفريغ ليس ما تضعه فيها، بل ما يخرج منها. هذه الظاهرة، المعروفة بالانبعاثات الغازية، هي عدو أي نظام تفريغ.

ما هي الانبعاثات الغازية؟

الانبعاثات الغازية هي الإطلاق البطيء للغاز الذي كان مذابًا أو محبوسًا أو ممتصًا في مادة ما. عندما ينخفض الضغط خارج المادة، لم تعد هذه الغازات المحبوسة والجزيئات المتطايرة محتجزة في مكانها وتهرب إلى غرفة التفريغ. بخار الماء هو إلى حد بعيد الجزيء الأكثر شيوعًا للانبعاثات الغازية.

لماذا تعتبر الانبعاثات الغازية مهمة

للانبعاثات الغازية غير المتحكم فيها نتيجتان حاسمتان. أولاً، إنها تحد من الضغط النهائي الذي يمكن أن تحققه مضخة التفريغ الخاصة بك، حيث يجب أن تعمل المضخة باستمرار لإزالة الجزيئات التي يتم إطلاقها. ثانيًا، يمكن لهذه الجزيئات المنبعثة أن تلوث الأسطح الحساسة داخل الغرفة، مثل البصريات أو المستشعرات أو العينة التي تعمل عليها.

دور ضغط البخار

لكل مادة ضغط بخاري، وهو الضغط الذي ستبدأ عنده في التبخر أو التسامي (التحول مباشرة من مادة صلبة إلى غاز). في التفريغ، يمكن أن ينخفض الضغط المحيط بسهولة إلى ما دون ضغط بخار المادة، مما يتسبب في تدهورها النشط وتحولها إلى غاز، مما يدمر التفريغ ويغطي كل شيء في الغرفة.

تفصيل للمواد الإشكالية

على الرغم من أن القائمة طويلة، إلا أن المواد الإشكالية تندرج عمومًا في بضع فئات رئيسية.

البلاستيك والبوليمرات

العديد من المواد البلاستيكية الشائعة وغير المناسبة للتفريغ. غالبًا ما تحتوي على مواد ملدنة متطايرة وتمتص الماء بسهولة من الغلاف الجوي.

• تجنب: PVC، الأكريليك (بلكسيجلاس)، النايلون، والفينيل.
• المشكلة: تطلق بخار الماء ومركبات عضوية متطايرة أخرى. النايلون على وجه الخصوص استرطابي (يمتص الماء).
• البدائل المقبولة: البوليمرات المتخصصة مثل PEEK، Vespel (بولي إيميد)، و PTFE (تفلون) لديها معدلات انبعاثات غازية منخفضة جدًا.

المواد المسامية والعضوية

تعمل هذه المواد كإسفنجات، تحبس كميات هائلة من الهواء وبخار الماء داخل هيكلها.

• تجنب: الخشب، الورق، الكرتون، القطن (بما في ذلك من القفازات)، والسيراميك غير المختوم.
• المشكلة: يكاد يكون من المستحيل إزالة جميع الغازات المحبوسة، مما يؤدي إلى أوقات ضخ طويلة للغاية وتفريغ نهائي ضعيف.

المواد اللاصقة والأشرطة والشحوم

معظم الغراء والأشرطة ومواد التشحيم الجاهزة غير مصممة للتفريغ وستطلق غازات بشكل كبير.

• تجنب: غراء المطاط، الغراء الفائق (السوبر جلو)، الشريط الكهربائي، والشحوم القائمة على الهيدروكربون (مثل الفازلين).
• المشكلة: ستتبخر المذيبات والمكونات المتطايرة في هذه المنتجات بسرعة، مما يلوث النظام بأكمله.
• البدائل المقبولة: استخدم إيبوكسيات خاصة بالتفريغ (مثل Torr Seal)، وشريط كابتون، وشحوم تفريغ متخصصة (مثل Apiezon أو Krytox).

المعادن المتطايرة

حتى بعض المعادن يمكن أن تكون مشكلة، خاصة في أنظمة التفريغ العالي (HV) أو التفريغ الفائق (UHV) حيث قد تكون درجة الحرارة متضمنة.

• تجنب: الزنك والكادميوم. النحاس الأصفر (سبيكة من النحاس والزنك) يمكن أن يكون إشكاليًا أيضًا.
• المشكلة: هذه المعادن لديها ضغط بخاري مرتفع نسبيًا ويمكن أن تتسامى، مما يغطي الأسطح داخل الغرفة. لهذا السبب غالبًا ما تكون المثبتات من الفولاذ المقاوم للصدأ أو مطلية بالفضة بدلاً من الزنك.

فهم المقايضات

اختيار مادة متوافقة مع التفريغ غالبًا ما يكون توازنًا بين الأداء والتكلفة والعملية.

النظافة أمر بالغ الأهمية

تاريخ المادة مهم. قطعة من الفولاذ المقاوم للصدأ المقبولة بخلاف ذلك والتي تكون ملوثة بزيوت القطع أو بصمات الأصابع ستطلق غازات بشكل كبير. يجب تنظيف جميع المكونات بدقة باستخدام المذيبات المناسبة قبل وضعها في الغرفة.

مبدأ "جيد بما فيه الكفاية"

مستوى التفريغ يحدد اختيارك للمادة. لتطبيق تفريغ خشن، لديك مرونة أكبر وقد يكون بعض الانبعاثات الغازية مقبولاً. لنظام تفريغ فائق (UHV)، اختيار المواد غير قابل للتفاوض ويتطلب الالتزام الصارم بالمواد المتوافقة مع UHV.

تكلفة التوافق

المواد المصممة للانبعاثات الغازية المنخفضة، مثل PEEK، OFHC (النحاس عالي التوصيل الخالي من الأكسجين)، والألومنيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ المشغول، أغلى بكثير من نظيراتها الشائعة. التكلفة هي للنقاء والأداء.

اختيار المادة المناسبة لهدفك

يعتمد اختيارك بالكامل على مستوى التفريغ الذي تحتاج إلى تحقيقه وحساسية عمليتك.

• إذا كان تركيزك الأساسي هو التفريغ العالي (HV) أو التفريغ الفائق (UHV): يجب عليك استخدام مواد مصنفة خصيصًا لهذه البيئة، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ، الألومنيوم، السيراميك، PEEK، Vespel، وكابتون.
• إذا كان تركيزك الأساسي هو تفريغ خشن أو متوسط: لديك مرونة أكبر، ولكن يجب عليك تجنب المواد شديدة المسامية مثل الخشب والورق لضمان أوقات ضخ معقولة.
• إذا كان يجب عليك استخدام مادة مشكوك فيها: فكر في إجراء "خبز بالتفريغ"، حيث يتم تسخين المكون تحت التفريغ في غرفة منفصلة لإجبار معظم مركباته المتطايرة على الخروج قبل استخدامه.

من خلال إعطاء الأولوية للمواد ذات الانبعاثات الغازية المنخفضة من البداية، فإنك تتحكم في بيئة التفريغ الخاصة بك وتضمن سلامة ونجاح عمليتك.

جدول ملخص:

فئة المواد	أمثلة يجب تجنبها	المشكلة الرئيسية	البدائل المقبولة
البلاستيك والبوليمرات	PVC، أكريليك، نايلون	انبعاثات غازية عالية لبخار الماء والمركبات العضوية المتطايرة	PEEK، PTFE (تفلون)، Vespel
المواد المسامية والعضوية	خشب، ورق، كرتون، قطن	تحبس كميات كبيرة من الهواء والرطوبة	سيراميك محكم، معادن
المواد اللاصقة، الأشرطة والشحوم	غراء مطاط، سوبر جلو، شريط كهربائي	المذيبات والمواد المتطايرة تتبخر	إيبوكسيات مصنفة للتفريغ، شريط كابتون، شحم Apiezon
المعادن المتطايرة	زنك، كادميوم، نحاس أصفر	ضغط بخاري مرتفع، يمكن أن تتسامى	فولاذ مقاوم للصدأ، مكونات مطلية بالفضة

تأكد من أن عمليات التفريغ الخاصة بك خالية من التلوث وفعالة باستخدام المعدات المناسبة. تتخصص KINTEK في معدات المختبرات عالية الجودة والمواد الاستهلاكية المصممة لتحقيق الأداء الأمثل للتفريغ. يمكن لخبرائنا مساعدتك في اختيار المواد والمكونات المناسبة لتقليل الانبعاثات الغازية والحفاظ على بيئة غرفة نظيفة. اتصل بنا اليوم لمناقشة احتياجات تطبيق التفريغ الخاص بك واكتشاف كيف يمكن لـ KINTEK دعم نجاح مختبرك.