摘要：材料的真空放气特性是聚变装置需重点研究和关注的内容。为了研究大尺寸组件在聚变装置真实运行环境下的放气特性,基于对称结构流导法针对性设计研制了一套放气率测试装置,该装置能模拟聚变装置烘烤温度条件(室温~300℃)且测量范围覆盖(10^(-5)~10^(-9)) Pa·m^(3)·s^(-1)量级。此外,重点针对样品室的加热、冷却系统进行热仿真验证以确保零部件在放气率测试时能模拟其在托卡马克真空室内烘烤过程中的温升工况。装置样品室尺寸为φ500 mm×600 mm,主体材料使用SUS316L不锈钢且内表面采用超高真空工艺处理。样品室设计有加热平台和真空室外壁的联合加热模块,以实现对被测样品25℃~300℃的加热;样品室隔热层外侧设有水冷系统以保障降温效率和人员接触安全性。对样品室的烘烤、冷却设计进行热仿真分析发现:隔热层起到了有效的保温隔热作用,内外层温差近150℃;水冷系统起到显著的降温效果,使人员接触的最外层区域温度不超过55℃;在联合加热模式下的升温效率和加热能力优于仅使用样品台热传导升温。初步测试表明,装置可实现稳定的可控烘烤性能,本底放气成分分析表明该装置本底清洁运转良好,可以满足聚变装置零部件的放气率测试要求。

摘要：为了解决小于10-8Pa·m^(3)/s的固体材料放气率测试问题,设计出一种基于对称结构的测试装置。通过对称结构的两个相同真空室分别作为样品室和空载参考室,避免了采用一个真空室先后分别测量空载时本底放气和放置样品后放气重复过程及引入的较大测量偏差;采用耐高温特殊石英材料制成的低放气率真空室,为实现放气率比较小的固体材料测试解决了真空室本底放气的限制条件;设计出用同一台真空计通过转换气路分别测量样品室和空载室内压力的对称结构,避免了原有动态流量法采用两台真空计分别测量时由于灵敏度的差异而引入的较大偏差;装置集成了标准气体流量计用于真空计的在线校准,提高了测量结果的准确性;采用的对称结构陶瓷加热炉,对样品实现25℃~1000℃范围的加热,设计的装置对材料放气量的测量范围为5×10^(-6)Pa·m^(3)/s~5×10^(-10)Pa·m^(3)/s。

摘要：本文介绍了小孔流导法测试材料放气率的原理和方法,分析了影响材料放气率测量的各种因素,讨论了测量范围,提出了改进方法。系统本底是影响测量下限的主要因素,采用双测试室测量本底的方法,可较好的解决这个问题,为材料放气率测量系统的设计提供依据。

摘要：以低温容器用深冷绝热材料为对象进行了材料放气率测试系统的设计,该系统是以静态升压法为基础的。系统测试室的真空度可达10-7Pa,这样延伸了系统的测量下限。该系统测试温度最高为250℃,最低可达-196℃。利用该系统的测试结果可为深冷绝热纸的实际应用提供最可靠的参考数据。

摘要：材料放气率是评价真空材料性能的重要参数。高精度真空材料放气测试系统集成了定容升压法、小孔流导法和双通道转换法三种材料放气率测试方法。其独特的系统设计与加工并配备先进的泵阀计组件,使系统获得无污染清洁的超高真空,极限真空度最低达6.8×10^(-9)Pa。低的本底真空进一步降低了系统的放气率测量下限,三种方法的测量下限依次可达:6.20×10^(-12),2.90×10^(-12)和2.78×10^(-12)Pa·m^3/(s·cm^2)。针对三种方法,对应选取聚四氟乙烯(PTFE)、304和316 L不锈钢作为样品,测试了不同时间的放气率。测试结果表明:三类样品10 h内的总放气率分别在10^(-8),10^(-11)和10-12Pa·m^3/(s·cm^2)数量级,对应的最大测量不确定度分别为9.4%,12.5%和13.8%。结合四极质谱计,进一步获得样品的放气组分和PTFE各组分的放气分率,总放气率和放气分率均随抽气时间的增加而下降。

摘要：提出了对绝热气瓶真空夹层逐次充入模拟气体进行绝热气瓶漏气和材料放气的真空寿命模拟试验评价方法。试验实例表明:低温绝热气瓶静态蒸发率在低温下夹层压力>5×10^-2Pa后迅速上升,即5×10^-2Pa可视为夹层真空寿命终结的拐点(或阈值)。5A分子筛在液氮温度下对氮具有巨大的吸附潜力,对氢表现出弱的吸附能力。真空绝热夹层的材料放气对真空寿命的影响远远大于漏气的影响,提高绝热气瓶真空寿命的技术途径是减小夹层材料的放气率和改善内置吸附剂对氢的吸附能力。模拟试验能直观、实际、准确地研究漏气和放气对真空寿命诸因素的影响,为确定切合实际的设计参数和工艺提供参考数据,进而推广用于各类真空绝热型低温容器的真空寿命评价和应用。

摘要：固体材料在大气中会溶解、吸附一部分气体,当材料置于真空环境时会因气体解溶、解吸而发生放气。超导体磁体作为国际热核聚变实验堆ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor)装置的核心部件之一其制造过程中非常关键的步骤是真空压力浸渍(VPI),超导磁体所使用的绝缘玻璃纤维的放气是VPI过程中需重点考虑的问题。由于绝缘玻璃纤维表面积非常大,通过传统放气率计算公式所得到的材料放气量明显高于实际值,目前,国内外对超导磁体用绝缘玻璃纤维放气率的计算还没有准确的方法,对于玻璃纤维放气率的研究工作也鲜有报道。因此,本文将设计、搭建材料放气率测试平台,通过实验的方式测定超导磁体所用的玻璃纤维在各种状态下的放气率,从而为ITER超导磁体的研制提供理论依据。