箱式真空气氛炉是怎么抽真空的

箱式真空气氛炉是怎么抽真空的

箱式真空气氛炉的抽真空过程，是确保炉内达到所需真空度、以进行高精度材料处理或实验的关键步骤。这一过程通常精细而复杂，涉及多个组件的协同工作。

在启动抽真空程序后，首先，炉门紧闭，确保炉体与外部环境隔绝。随后，内置的真空泵开始运转，它像一颗强大的心脏，不断地将炉内的空气分子抽出。这个过程中，一个关键的组件——真空阀门，扮演着控制气流的关键角色。它会在适当的时机开启，允许炉内气体流入真空管道，进而被真空泵排出。

为了监测炉内的真空状态，通常会配备高精度的真空计。它会实时显示炉内的真空度，帮助操作人员了解抽真空的进度，并根据需要调整抽真空的速率或时间。

值得注意的是，抽真空过程中，炉内的温度和气氛也需要被精确控制。因此，箱式真空气氛炉往往还配备了加热系统和气氛控制系统，以确保在抽真空的同时，炉内的温度和气氛能够满足特定的工艺要求。

随着真空度的不断提升，炉内的气体分子数量逐渐减少，直至达到预定的真空水平。此时，真空泵会停止工作，真空阀门关闭，整个抽真空过程宣告完成。随后，炉内便可以开始进行材料处理或实验，而无需担心外界空气对过程造成干扰。

• 真空泵组：这是箱式真空气氛炉抽真空的核心设备。一般由机械泵和扩散泵或罗茨泵等组成。

• 机械泵：机械泵是初级真空泵，它的作用是先将炉内的气体压力从大气压降低到一定程度，通常可以达到 1 - 10 Pa 的范围。机械泵通过活塞、叶片或螺杆等机械部件的运动，将气体从泵腔中排出，从而实现抽气的目的。例如，常见的旋片式机械泵，利用旋片在泵腔内的旋转，周期性地改变泵腔的容积，将气体吸入并排出。

• 扩散泵或罗茨泵：在机械泵将炉内压力降低到一定程度后，需要使用扩散泵或罗茨泵等次级真空泵来进一步降低压力。扩散泵利用高速蒸汽流将气体分子从被抽空间输送到泵的出口，可将压力降至 10⁻⁴ - 10⁻⁷ Pa 甚至更低。罗茨泵则是通过两个 8 字形的转子相互啮合旋转，将气体从进口推向出口，它在中低真空范围具有较高的抽气速率，常与机械泵配合使用，能快速将炉内压力降低到较低水平。

• 真空管道和阀门：真空管道用于连接真空泵组和炉体，使气体能够在其间流动。管道的直径和长度会影响抽气速度和效率，一般来说，直径较大、长度较短的管道有利于提高抽气速度。阀门则用于控制气体的流动方向和通断，例如，在真空泵组与炉体之间设置隔离阀，在抽真空时打开，使气体能够顺利被抽出；在停止抽气或需要充入气氛时关闭，防止气体回流。同时，还会设置一些微调阀，用于精确控制炉内的压力。

• 真空测量装置：为了准确掌握炉内的真空度，箱式真空气氛炉配备有真空测量装置，如热偶真空计、电离真空计等。热偶真空计是基于气体分子对热丝的冷却作用与压力有关的原理来测量真空度，适用于低真空范围（1 - 10³ Pa）。电离真空计则是通过电离气体分子产生离子流，根据离子流的大小来测量真空度，可测量高真空和超高真空范围（10⁻⁴ - 10⁻¹⁰ Pa）。这些真空测量装置将测量到的真空度信号转化为电信号，通过仪表显示出来，操作人员可以根据显示的真空度数据来判断抽真空的效果，并及时调整真空泵的运行状态。

箱式真空气氛炉的抽真空过程，就是这样一个精细而高效的系统工程，它确保了炉内环境的纯净与稳定，为材料科学研究和工业生产提供了坚实的基础。