3.2 재료
진공 기술에서는 모든 재료에 대한 요구조건이 무척 다양합 니다. 어플리케이션, 주위의 조건, 도달해야 할 진공에 따라 재료가 어떤 요구조건을 충족시켜야 하는지를 검사해야 합 니다.
아래에 고려해야 할 중요한 요구조건이 나와 있습니다.
- 전체 작업 온도 범위에 걸친 충분한 기계적 강도:
- 구조적 완전함 이외에 가동되는 표면의 변형이 기능에 영 향을 주지 않는지 확인해야 합니다. 예: 빈 챔버 구성품에 대한 대기압은 약 10 N/cm2 입니다. 1 m2 면적에서는 대기 압이 100,000 N의 힘으로 나타납니다.
- 높은 기체 기밀:
- 각 재료는 기본적으로 기체가 침투할 수 있습니다. 기체 침투성의 전체 공정을 침투라 부릅니다. 이것은 재료, 기 체의 유형, 주변 조건 특히 온도에 따라 달라집니다. 침투 성은 탄성 중합체 실을 사용하여 판단해야 합니다. 예: DN 500 ISO-K의 FKM(불소 탄성 중합체) 실의 경우 60 % 습도의 대기에 대한 침투율은 약 4 · 10-7 Pa · m3/s입니다. 따라서 FKM 실이 있는 일반 진공 시스템은 1 · 10-8 hPa 이상의 작동 압력에 도달하는 경우가 드뭅니다.
- 낮은 내재 증기압, 높은 용융점과 비등점:
- 너무 높은 내재 증기압은 최종 진공 압력을 제한합니다. 오일과 그리스의 진공 호환성 이외에도 금속의 내재 증기 압 또는 합금의 분압이 합금에서 고려되어야 합니다. 예: 황동의 경우 아연의 분압은 약 100°C.의 고진공 상태에서 최대 허용 가능 온도로 제한됩니다.
- 깨끗한 표면, 외부 기체의 낮은 함량, 쉬운 기체 제거:
- 깨끗한 표면이 전제 조건입니다. 하지만 주변 공기에 노출 된 모든 표면은 흡착된 층으로 코팅됩니다. 표면 위 또는 재료의 부피 속에 화학적으로 또는 물리적으로 흡착된 분 자는 일단 탈착되면(표면에서 분리되면) 기체의 소스를 대 표합니다. 낮은 최종 압력에 도달하려면 탈착률이 낮은 재 료를 사용해야 합니다. 예: 흡착된 기체의 단층은 대략 4 · 10-2 Pa · m3/m2 의 기체 양과 같습니다. 양쪽 끝에 가까운 직경 50cm 길이 100cm(표면 면적이 약 2 m2 , 부피가 약 200 l)인 파이프를 고려하면, 단층의 방출은 약 0.4 Pa 또 는 4 · 10-3 hP의 압력 상승을 일으킵니다. 이것은 표면이 항상 기하학적 면적보다 더 크다는 사실을 고려하지 않습 니다.
- 양호한 열 충격 저항, 조정된 확장 행동:
- 예: 서로 다른 열 팽창은 알루미늄 실과 스테인레스강 플랜 지의 결합에 대한 최대 허용 가능 온도를 약 150°C로 제한 합니다. 너무 높은 온도에 도달한 후에는 냉각 도중에 종종 밀봉 효과의 저하가 나타납니다.
- 부식 저항, 화학적 저항:
- 예: 많은 코팅 공정은 화학적으로 활발한 공정 기체를 요구 합니다. 그러므로 유체가 구성품이나 실에 영향을 주는지 아닌지를 고려할 필요가 있습니다. 특히 금속 벨로우즈처 럼 벽이 얇은 구성품은 부식에 취약합니다. 필요할 경우 테 스트 시 사용 수명을 결정해야 합니다.
특별한 어플리케이션이 재료에 대한 추가 요구를 할 수도 있 습니다.
일반 규칙: 원하는 작동 압력이 낮을수록 재료에 대한 요구가 더 크고 선택 가능한 재료가 더 적어집니다. 그러므로 특히 UHV(초고진공) 기술에서는 재료의 선택이 대단히 중요합니 다.
