摘要:真空炉里,铁铬铝的氧化膜会分解。不是寿命短,是根本长不出保护膜。
铁铬铝靠 Al₂O₃ 膜保护。真空度高于 10⁻² Pa 时,Al₂O₃ 在 1000℃ 以上会分解升华,膜没了,元件就开始蒸发自身。
常压下,Al₂O₃ 膜很稳定。抽到高真空,氧分压降到极低,Al₂O₃ 开始分解:
Al₂O₃ → 2Al(气) + 3O(气)
温度越高,分解越快。1100℃ 以上,铁铬铝在真空里的损耗速率急剧上升。
表现:元件表面从原本的灰绿色变成发亮、发黑,然后迅速变细。不是断,是"被抽走"了。
石墨:最常用。1800℃ 以下都行,成本低。缺点是高温下会与某些气氛反应,且需要隔热屏。
钼镧合金:1300~1600℃ 的真空炉主力。但钼在 400℃ 以上遇到氧会脆化,所以必须确保真空度。
钨:2000℃ 以上。贵,一般只在小炉子用。
镍铬:可以在低真空(10⁻¹ Pa 以上)短时使用,但寿命远低于空气气氛。
真空度不高(>10 Pa)、温度不高(<900℃)、运行时间短(每次几小时)。
这种工况与其叫"真空炉",不如叫"低真空保护气氛炉"。真正的真空炉不要用铁铬铝。
往真空炉里通少量惰性气体(氩气或氮气),把压力维持在 100~1000 Pa。这叫"分压运行"。
分压能抑制元素蒸发,铁铬铝的寿命会明显改善。但代价是真空度下降——对某些工艺(比如钎焊、脱气)不合适。
看真空泵配置。只有机械泵的,通常只能到 10 Pa 量级,铁铬铝勉强可用。带罗茨泵能到 10⁻¹ Pa,带扩散泵或分子泵能到 10⁻³ Pa 以下——这两种不要用铁铬铝。
把真空度、工作温度、保温时间、有没有分压、炉子用途发过来。真空炉选材和其他炉子完全是两套逻辑,不能套用。