真空热处理之固体的吸气和放气

在大气状态或低真空区域内，固体与气体接触时，在固体表面及内部都会吸气，在高真空区域内，被吸收或吸附的气体又会部分或全部地逐渐释放出来。

在真空热处理技术中，这种吸气和放气现象不仅关系到真空的获得与保持，而且还影响到真空测量结果的准确性和可靠性，因此，了解和掌握这种现象是很重要的。

固体吸气有两种情况：一种是固体表面吸气，称为吸附；另一种是固体内部吸气，称为吸收。吸附、吸收的综合作用统称为收附。固体放气即收附的逆过程称为解吸。

一、吸附

众所周知，固体内部分子之间有着比较强的结合力。常温下，这些分子是按照yi定的排列结合在一起的，形成形状的固体结构。在固体内部，每一个分子受到各个方向来的结合力的作用处于平衡状态。但是，处于固体表面分子朝外一个方向的力没有饱和，因此整个表面布满着向外引伸的吸力即剩余力场，其作用距离约为一个分子直径。

所以，当气体分子与固体表面碰撞时，就进入其剩余力场的作用范围内使气体分子在固体表面形成吸附。吸附作用主要与下列因素有关。

01

固体表面积越大，表面状况越粗糙其吸附能力越强，特别是带有大量细孔或粉状的材料具有很高的吸附能力。如活性碳、硅胶、活性氧化铝、分子筛、五氧化二磷等。

02

吸附力随气体分子与固体表面距离增加而迅速减小，因此一般吸附层仅为一单分子层。当温度低于气体临界温度时，会出现吸附着多层气体分子组成的气体薄膜。

此外，具有大量微孔的材料在低压强下也能产生多分子层吸附。

03

当温度不变以及压强较低时，吸附作用随压强的升高而加大，当压强增至yi定值时，固体的吸附性能趋于饱和。

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在压强不变时，温度越低吸附量越大。

05

气体的沸点越低吸附量越小。

06

在温度yi定时，低压强下吸附时间与压强成反比。

二、解吸

被固体收附的气体分子，在一ding的条件下，会离开固体重新解脱出来，这就是解吸。

解吸的难易程度，与气体的种类和固体材料以及表面状态有关。但总的规律是，在压强下，随着温度增高，解吸作用加快。

这是由于每个被吸附的气体分子要从固体表面上解吸出来，须获得的能量，来克服它与固体表面分子间的结合力，这种能量称为解吸热。因此，提高固体材料的温度，使吸附的气体分子获得的能量大于所需的解吸热时，气体分子就被解吸。在较低压强下加热，能加速解吸作用。

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