Основные сведения об обезгаживании в процессе вакуумной обработки приборов

Назначение обезгаживания — удалить именно те газы и пары, которые в процессе хранения или эксплуатации могут выделяться в объем оболочки или мигрировать (переходить) на другие детали.

Для работы электровакуумных приборов основную опасность представляет не содержание газов в деталях, а вероятность их газовыделения из деталей при работе прибора (газы и пары, которые при хранении и эксплуатации прибора остаются внутри деталей, не оказывают влияния на работу приборов). Это следует учитывать при выборе материала для деталей, подборе метода и режимов обезгаживания. Например, наиболее полно должны обезгаживаться газопроницаемые материалы, имеющие малое сопротивление диффузии газов и паров из толщи материала к поверхности. Эффективность обезгаживания зависит от режима подъема и снижения температуры, давления в вакуумной системе, скорости откачки, состава материала и его толщины, плотности, структуры, материала детали, качества предварительной термической и химической очистки.

Существуют правила обезгаживания в процессе вакуумной обработки прибора.

• 1. Температура обезгаживания детали должна быть выше рабочей температуры детали при тренировке, испытании и эксплуатации прибора.

• 2. Интенсивность электронной и ионной бомбардировки деталей при их обезгаживании должна быть выше, чем при тренировке и эксплуатации прибора¹.

• 3. В каждый данный момент обезгаживания суммарное количество газов и паров, которые выделяются всеми деталями прибора, не должно превышать количества газов и паров, которое может откачать вакуумная система (т. е. скорость газовыделения внутри прибора должна быть меньше скорости откачки. Снижение скорости газовыделения достигается корректировкой скорости подъема температуры в зависимости от вакуума в приборе).

• 4. Обезгаживание должно производиться в «совмещенном» режиме — при обезгаживании одного элемента прибора (например, газопоглотителя) все остальные элементы (оболочка, покрытия, внутренняя арматура) должны быть в нагретом состоянии, тогда предотвращается сорбция на них газов и паров, выделяющихся из обезгаживаемой детали.

Следует учитывать, что повышение температуры обезгаживания сверх оптимального значения может привести к ухудшению качества приборов в результате: выделения агрессивных газов и паров из толщи детали (где они не опасны) в объем прибора или скапливания их в поверхностных слоях детали; коробления, изменения формы деталей и, следовательно, нарушения оптимальных расстояний между электродами прибора; ухудшения механических свойств материала деталей; напыления материала нагреваемой детали на соседние более холодные детали прибора (появляются пробои и утечки между электродами, паразитная и холодная эмиссия, потемнение оксидного слоя и т. д.); резкого повышения давления в приборе в процессе вакуумной обработки (что может вызвать сорбцию газов и паров холодными деталями, отравление катодов, окисление деталей прибора и рабочих масел насосов).

Газовыделение зависит от материала деталей, от предшествующей технологической обработки и состояния атмосферы, в которой находился материал до помещения его в вакуум. В процессе обезгаживания приборов наибольшее количество газов и паров выделяется различными покрытиями, нанесенными на его детали. Например, при обезгаживании кинескопов 55% общего газовыделения приходится на аквадаговое покрытие, 12,5% —на люминесцентное покрытие, 15%—на стеклянную оболочку прибора, 17,5% — на электронно-оптическую систему, включая газопоглотитель. Следует учесть, что аквадагово и люминофор. Газы и пары имеют малый коэффициент диффузии через стекло: при рабочих температурах прибора из толщи стекла диффундирует к поверхности лишь ничтожное количество газа, содержащегося в объеме стеклянной детали. Поэтому в процессах вакуумной обработки практически необходимо обезгазить лишь поверхностные слои стеклянных деталей (толщина приповерхностных слоев составляет 20—40 мкм).