许多工作在真空下的材料或器件在制造时必须经过真空脱气处理（烧氢处理），以使其内部材料充分放气，从而提高性能或延长使用寿命，比如通信用的行波管、工业 CT 用的 X 射线管等真空管、真空电极、真空离子泵等。完成该处理的设备叫做高温脱气炉（烧氢炉）。本文介绍了一个高温脱气炉真空系统从低温泵升级为安捷伦涡轮分子泵的案例。

原始设计

如下图所示，客户的脱气炉在炉体正下方安装了一台 8 英寸低温泵，低温泵与炉体用插板阀隔离。该配置低温泵与高温炉体之间传热效率很高，热传递大大限制了冷头的最终温度以及低温泵的抽气速度。

为了减少热传递，客户可以选择在低温泵与炉体之间安装水冷挡板，这有助于以维持冷头温度，但需要付出额外的成本，并增加了系统的复杂性，更糟糕的是，挡板会降低系统的流导，从而造成低温泵对炉体的有效抽速降低。

同样，增加低温泵和炉子之间的距离或者插入 90 度弯头等会对维持冷头温度有帮助，但都会降低系统的流导。

基于上面情况，安捷伦的工程师推荐了用分子泵替代低温泵的方案。

分析和模拟

绿色曲线是客户现有低温泵的抽速曲线，乍一看，低温泵比分子泵有速度优势，但是，当考虑流导损失时，其抽气速度的优势就会显著降低。此外，热传递和高温分子的偶然捕获使得低温泵的冷头温度难以维持在最低点，这也会限制其实际的抽气速度。

为了选择合适的分子泵，我们在 Vactran 软件上采用更切合实际的参数进行了模拟：低温泵系统带有 90 度弯头和 8 英寸水冷挡板；几个型号的安捷伦分子泵也都添加了 90 度弯头（避免炉内的颗粒物落入泵内）。下面是几款真空泵在考虑流导后的实际有效抽速曲线：

新的方案

根据上面的模拟结果，我们推荐客户选择了 TV1001 分子泵，并设置了如下的工艺过程：用粗抽泵通过旁路管道将腔室抽到 50 mtorr 以下，然后关闭旁路阀并开启分子泵（由配套的前级泵提供前级真空）。当腔室压力低于 1E-6 Torr 时启动脱气炉的自动加热过程（基于需要处理的材料和工艺）。

与旧的系统相比，改造后的系统升温速度快了 50％；由于不用再担心过高的炉温对真空泵性能的影响，该脱气炉现在可以达到 1600 摄氏度的处理温度，更高的工艺温度不仅拓展了设备的使用范围，还可以显著的（多达 30%）减少处理时间（更高的温度下，材料脱气速度更快）。

客户用改造后的系统处理了多种不同的材料（钼铼合金、钛、钼、蒙乃尔合金、铪和可伐合金），均取得了很好的效果。

免责声明：本平台文章均系转载，版权归原作者所有。所转载文章并不代表本网站赞同其观点和对其真实性负责。如涉及作品版权问题，请及时联系我们，我们将作删除处理以保证您的权益！