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扩散放气模型的杜瓦真空寿命分析 杜瓦真空夹层材料会漏、放气，夹层材料的放气是影响真空寿命的主要因素。材料出气会缩短真空寿命，或者使器件性能下降。在杜瓦制作的排气工艺中，需要更高一些的烘烤温度，或者持续更长的烘烤时间。制定合适的排气工艺就需要了解放气率和温度、时间的函数关系。基于扩散理论，建立起材料的放气模型。使用出气模型分析杜瓦夹层材料放气特性，并借用Sofradir公司提供的数据作参考，对计算公式做标定。根据理论分析，杜瓦夹层材料的出气特性满足加速方程K=exp[(1/T1-1/T2)E/R]。根据Sofradir公司提供的数据计算得E/R=7007.72，即每提高10℃的温度，放气加速因子近似为2。应用扩散模型的分析果，安排烘烤出气实验累积国产杜瓦产品的真空寿命数据。杜瓦置于80℃的恒定温度下持续15天的烘烤，四级质谱仪被用于分析两周内每天气体变化情况。  在红外焦平面探测器杜瓦真空封装中，获得和保持HgCdTe红外芯片的真空环境对探测器组件有重要意义：保证制冷机能够为芯片提供稳定低温工作条件；良好的真空绝热环境保证热负载稳定，使制冷机工作稳定。安装在实际应用中的探测器组件，若发生真空失效将使制冷机无法制冷到芯片的工作温度，导致冷量通过夹层气体传给窗口而起雾结霜，从而影响红外光学信号的正常传输。另外真空失效将诱发制冷机失效，影响整个组件的可靠性。红外焦平面探测器杜瓦封装是一双层绝热构造，有上下两部分：上端部分包括锗/硅窗口、窗框座、陶瓷引线环等；下端部分包括主筒、内管、内管座、消气剂、装载基板、红外芯片、粘接胶、冷屏等。杜瓦瓶从排气台冷剪后能够保证优于10-2 Pa真空度的时间为真空寿命，导致真空失效的主要因素有两个：①漏气，包括激光焊接或钎焊的焊缝、材料本身的微漏等；②放气，包括夹层壁、夹层内零件、粘接胶等。超高灵敏度检漏仪对杜瓦整体的筛选控制：使用静态He累积法可获得1×10-14 Pa.L/s的最小可检漏率，完全满足杜瓦瓶漏气率的检测控制要求。放气是导致真空失效的主要模式。  扩散放气模型是讨论材料出气的经典模型，其在研究真空寿命方面有很好的应用。用于低温绝热气瓶漏放气性能的研究中，可以利用材料扩散放气模型预测低温绝热气瓶的漏放气，有助于推动真空维持技术的应用，对于提高高真空绝热低温容器产品的寿命、降低成本和确保产品的可靠性。低温下利用金属材料扩散放气模型对实验数据的拟合度较好。  因此，低温下预测气瓶漏放气的模型为q=1.0158×10-8exp[0.13663t]，0≤t≤27天。 1、放气特性理论分析  杜瓦真空夹层材料包括不锈钢、可伐、Ge、Si、HgCdTe、无氧铜、粘接胶、导电胶等材料。红外焦平面探测器的夹层抽真空排气工艺有其特殊性，不能够充分排气，导致放气是真空失效的主要原因：  (1)芯片与基板粘接中使用粘接胶，胶的使用是影响杜瓦夹层真空性能的重要因素。  (2)HgCdTe红外芯片的特殊性(不能承受过高温度)，要求杜瓦的烘烤排气温度一般控制在90℃以下，导致排气不充分。  (3)主要零件虽然经过了高温出气工艺，但因组装工艺的要求使其重新暴露大气一段时间，导致气体分子的重新吸附。  (4)器件的排气支管采用缩孔管道排气，对排气有一定的限制作用。  组成杜瓦的各类零件在制造过程中都溶解、吸附一些气体，组装后经排气工艺后形成真空夹层。因排气工艺的特殊性，不能够充分排气。气体分子在夹层材料内部及表面扩散解溶，从而形成表面脱附放气。  杜瓦真空夹层内压强的增加主要是因为放气引起的。使用W(T，t)表示放气量随温度和时间的变化规律，T代表绝对温度，t代表时间，可以定义出放气率因子  式中，K表示T2温度下的出气速率与T1温度下的出气速率的比值，反映两不同温度下出气快慢的关系。 3、扩散模型用于真空寿命数据积累  杜瓦真空寿命的研究难点是：数据累积困难，一是杜瓦组件价高量少，用于实验的样品少；二是发生杜瓦真空失效的时间长；三是从客户反应的现场数据收集困难。采用Sofradir公司的数据分析真空寿命是有益的，但是国外杜瓦产品和国产杜瓦产品之间的放气量数据是不同的(因为相应的生产工艺是不同的)，与此相对应的真空寿命也是不同的，导致外推结果存在差异。  为累积国产杜瓦真空寿命方面的数据，缩短实验周期。材料的出气率测试方法有很多，若样品放出的气体主要用于排气，则采用排气法测试样品的放气率可得到很好的结果。本实验采用排气法测试杜瓦夹层材料出气，安排杜瓦置于80℃的恒定温度下持续15天的烘烤，用四级质谱仪分析两周内每天的气体变化情况。  实验装置如图1所示。排气系统：主泵为溅射离子泵、辅助泵为分