Глоссарий. Терминология. В.

• Вакуум

Вакуум, происходящий от латинского слова vacuus, означающего "пустой", это универсальное обозначение для состояния газа в определенной области пространства, где давление газа существенно ниже атмосферного. Это базовое определение, наиболее подходящее для технических целей. Официальное определение представлено в ГОСТ 5197-85. Научное понимание вакуума объясняется в соответствующих руководствах по вакуумной технике в контексте молекулярно-кинетической теории. Этот термин также применим к пару любого вещества, давление которого ниже атмосферного. Давление остаточных газов служит для количественной оценки вакуума. Минимальное достигнутое давление является обязательным техническим параметром вакуумных электропечей.

• Вакуумметр

Вакуумметр является прибором, предназначенным для определения давления, которое ниже атмосферного и относится к разреженному газу. Невозможно найти универсальный вакуумметр, способный измерять все диапазоны давления разреженных газов. Вакуумметры могут быть различных типов, включая жидкостные, механические, компрессионные, тепловые, ионизационные, магнитные, электроразрадные, вязкостные и радиометрические, в зависимости от их конструкции и принципа работы. Для проведения измерений в широком диапазоне давлений используются вакуумметры разных типов.

• Вакуумная камера

Вакуумная камера является важным компонентом вакуумной электропечи. Она представляет из себя герметичный сосуд с ограниченным объемом, внутри которого создается вакуум. В зависимости от назначения и качества вакуума, конструкция камеры может значительно варьироваться.

• Вакуумная печь

Электропечь с вакуумной средой - это тип электропечи, где давление газа в рабочей зоне поддерживается на уровне, значительно ниже атмосферного. В основе вакуумной печи находится нагревательный модуль, который обычно размещается внутри вакуумной камеры, представляющей собой герметичный контейнер. К нему присоединена система вакуумного откачивания. Вакуумная электропечь - это универсальное оборудование, которое может использоваться для различных видов термической обработки в промышленности.

• Вакуумное спекание

Процесс спекания заготовок из порошкового материала в вакууме. Это второй этап термовакуумного процесса после вакуумного удаления связки. Процесс происходит в вакуумных электропечах при температурах ниже температуры плавления порошкового материала или ниже температуры плавления одного из компонентов в случае смеси порошков. Существует множество различных типов вакуумных электропечей, отличающихся по конструкции нагревательных модулей, вакуумных камер и систем вакуума. Несмотря на высокую стоимость вакуумных электропечей, вакуумное спекание часто является экономически эффективным, обеспечивает большую гибкость в управлении технологическими режимами и гарантирует высокое качество продукции. Вакуумное спекание широко используется в промышленности для обработки различных порошковых материалов, включая химически активные металлы, высокотемпературные материалы, гидридообразующие элементы, коррозионностойкие материалы, магниты, керамику, непористые материалы и др.

• Вакуумное удаление связки

Процесс, в который органические связки в смеси порошка и органических материалов удаляются путем нагрева в вакуумной печи. Этот процесс имеет решающее значение для получения требуемых свойств керамических и металлических деталей в керамической порошковой технологии и порошковой металлургии.

Вакуумные печи нагревают смесь медленно, чтобы обеспечить равномерное удаление связок. Вакуумные технологии удаления связок достаточно многообразны, и в каждом конкретном случае требуется учитывать специфику удаления продуктов разложения органических связок. 

Вакуумная система может также включать в себя регулируемый поток газа, который помогает в процессе удаления. Эффективность вакуумного удаления органических связок увеличивается, если в рабочем пространстве печи генерируется плазма. Плазма разлагает удаляемые продукты на простые молекулы, которые не загрязняют материал порошковых заготовок и рабочее пространство печи.

Для улавливания продуктов разложения органических связок могут использоваться азотные ловушки, которые являются частью вакуумной системы. Эти ловушки помогают эффективно удалять продукты разложения из системы, обеспечивая чистоту и качество конечного продукта.

• Вакуумное электропечное обезжиривание

позволяет избежать контакта металлических деталей с агрессивными химическими реагентами, что уменьшает риск коррозии и повреждения поверхности. Кроме того, данный метод является более экологически чистым, так как не требует использования большого количества органических растворителей, которые могут наносить вред окружающей среде.

Процесс вакуумного обезжиривания происходит следующим образом: детали помещаются в специальную камеру, где создается вакуум. Затем детали нагреваются до высокой температуры, при которой остатки масла и других смазочных материалов испаряются. Испаренные вещества откачиваются из камеры, а поверхность деталей остается чистой.

Вакуумное обезжиривание может быть использовано в различных отраслях промышленности, включая автомобильную, авиационную, энергетическую и другие. Этот метод может быть особенно полезен в случаях, когда требуется очистка деталей сложной формы или из труднообрабатываемых материалов, а также при необходимости достижения высокого уровня чистоты поверхности.

• Вакуумный насос

Газоперекачивающие вакуумные насосы работают по принципу перемещения газа из одного места в другое. Такие насосы используются для создания низкого вакуума. Они обычно включают в себя роторные и поршневые насосы, турбомолекулярные насосы и диффузионные насосы.

Газоулавливающие вакуумные насосы, в свою очередь, работают по принципу улавливания и удержания газа внутри насоса, что позволяет достичь очень высокого уровня вакуума. К таким насосам относятся ионные насосы, криогенные насосы и сорбционные насосы.

Каждый тип вакуумного насоса имеет свои особенности и применяется в зависимости от конкретных требований к вакуумной системе.

• Вакуумный отжиг титановых изделий

Вакуумный отжиг проводится в специальных печах, где создается высокий вакуум. Изделия из титана и его сплавов размещают в печи, после чего печь герметично закрывается и в ней создается вакуум. Затем печь нагревается до определенной температуры, которую поддерживают в течение определенного времени. 

В процессе отжига водород, находящийся в материале, начинает выделяться и откачиваться из печи. После завершения процесса отжига печь охлаждают, возвращая ее к нормальной температуре. Затем вакуум в печи снимается, и изделия извлекаются.

Вакуумный отжиг титановых конструкций позволяет улучшить их механические свойства, увеличить прочность и устойчивость к коррозии. Этот процесс также помогает устранить внутренние напряжения в материале, которые могут возникнуть в процессе изготовления изделий.

Несмотря на то, что вакуумный отжиг является наиболее эффективным способом удаления водорода из титана и его сплавов, он требует значительных затрат на энергию и оборудование. Кроме того, этот процесс достаточно трудоемкий и требует высокой квалификации персонала.

• Высоковакуумный отжиг

Применяется для обезгаживания деталей, которые используются в производстве электровакуумных приборов. Эта операция проводится в условиях вакуума, что позволяет достичь высокой степени очистки от газов. Детали обрабатываются теплом, и в результате их поверхность становится свободной от газов.

Материалы, которые обычно подвергаются высоковакуумному отжигу, включают тантал, медь, молибден, графит, черненый и алюминированный никель. Эти материалы обладают высокой термостойкостью и способностью выдерживать высокие температуры, необходимые для процесса отжига.

Для эффективного обезгаживания необходимо, чтобы давление остаточных газов в откачиваемом объеме было очень низким, не более 1,33⋅10-3 Па. Кроме того, температура отжига должна быть значительно выше рабочей температуры деталей в готовом приборе и немного выше температуры, до которой детали будут нагреваться в процессе обработки прибора на откачных вакуумных постах.

В целом, высоковакуумный отжиг является важной операцией в процессе производства электровакуумных приборов, поскольку он обеспечивает очистку деталей от газов, что в свою очередь улучшает эффективность и долговечность этих приборов.