真空计量、质谱和检漏的一些进展

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)清华大学 作者:陈 旭

  自从2002年召开中国真空学会第十一届质谱分析和检漏会议和中国计量测试学会第六届真空计量会议( 桂林会议)以来,国内外真空计量、质谱和检漏领域均有新进展。

  2003年9月22-24日在北京由国际测量联合会(International Measurement confederation简称IMKO)压力和真空测量技术委员会(TC 16) 首次在我国北京召开了国际压力和真空测量会议,参加会议的代表来自美、英、德、意、韩、日、法、墨、芬、新、十、捷、俄、巴基斯坦和中国等十五国,共发表论文5 4篇,己由中国计量出版社用英文出版了三白余页的会议论文集。由兰州物理所、消华大学和中国计量院执笔、 综述中国真空计量进展的论文作为大会综述报告在全体会议上发表,中文全文已刊登在“ 真空与低温”2004年第一期。

  2004年6月28日一7月2日在意大利的威尼斯城召开了第十六届国际真空会议〔IVC-16)/第十二届国际固体表面会议 (ICSS-12)/第八届国际纳米尺度科学与技术会议(NANO-8)和第十七届意大利真空会议( AIV -17) 。这二年一届的国际盛会有1500人参加,设有真空科学与技术专门分会场,共发表口头和张贴真空论文108篇,一定程度上反映了真空计量、质谱和检漏技术的现状和新进展。

  近两年有机会访问了欧美的一些相关工厂和研究单位,包括德国联邦物理技术研究所(PTB)和意大利计量研究院(IMG C)的真空校准实验室、Varian公司在意大利和美国的工厂和美国AMETEK和Extrel两家生产四极质谱计的公司。

  本文将根据已了解的国内外真空计量、质谱和检漏领域的新进展,结合参加两个相关国际会议与对欧美的访问作简要综述,由于了解情况有限,希望起到 “ 抛砖引玉”的作用。

一、真空计量

  质量控制和加入WTO促进了我国对计量和标准化的重视, 有些部门已经加大了对真空计量的投入,出现了一些可喜的进展和新成果。

  我国已生产的各种类型真空计数量和质量均有提高。

  德国PTB的K. Jousten博士在IVC-16上做了“在分子流区域气体密度非均匀性的测量与计算”报告,国际标准化组织 (ISO)/真空技术(TC112)秘书处现设在PTB,意大利IMGC的Calcartell博士综述了意大利真空技术的发展,该所在电容薄膜规(CDG)校准和修正拟合模型等方面长期开展了深入的研究。

  韩国、墨西哥等国都加大了对真空计量等的投入。

  真空计集成实现宽量程的发展趋势引人注目, 目前己有宽达13个量程的这类商品出现。

  我国在加强基础研究、提高真空计量和发展新品种、更积极的参加ISO/ TC 112活动等方面均需做山更大的努力。

二、质谱分析

  国内外对真空质谱重要性的认识进一步得到确认, 国内需求急剧增长,取得了多项有重要价值的成果。

  虽然我国曾在真空质谱仪器研究方面敲步甚早, 当前与大、中型质谱仪器的开发停滞不前的形势一样, 国产分压强质谱计的研究和生产已落入低谷 尽管还有些单位在困难条件下坚持工作。这一严峻形势最近已开始引起注意。

  四极质谱计系列仍是主流产品, 激烈的竟争促使了性能价格比的提高,在扩展质量范围、提高质量分辨本领、扩展乐强范围( Extended Pressure Range),微型化以及缩小体积减轻重量等方面不断取得新的突破。

  小型色谱飞行时间质谱计(TOFMS)的发展取得了显著的进展。

  小型色谱/质谱(GC/MS)仪器的新进展值得重视。

  分压强质谱计的校准日益受到重视,但目前尚未达到标准化的程度,我国在这方面早已起步,取得了阶段性成果。

  在国内真空质谱分析需求急剧增长和国外产品竞相进入我国市场的条件下,既是严峻的挑战,也有良好的发展机遇。

三、检漏

  检漏已成为保证真空、常压以及高压器件和系统密封性必不可少的实用技术, 在迅速发展确保密封性的系统下 程中成为最重要的检测手段, 我国已有日益广泛的应用领域, 还有很多尚待开发的处女地。

  在国际上各种类型先进的检漏仪器不断进入国内市场的同时,我国检漏仪器的开发和生产从来没有中断过,己经稳定的保持了民族工业的发展, 并不断进取, 采用先进的技术。

  每次年会上都可高兴地见到新产品和新型号仪器问世,涉及的厂家和单位也不断扩大。

  各种类型的质谱检漏仪,特别是便携式仪器在10-12~10-11Pa m 3/s检漏灵敏度范围内稳步提高的情况下 ,主要朝便于实用的方向继续发展。与此同时,为确保小型真空仪器的高可靠性和长寿命, 采用累积法实现10 -14 ~10-11  Pa m 3/s,超灵敏度检漏系统和技术正在发展,我国这方向的研究也不断取得新进展。

  为满足工业检翻日益增长的需求, 非质谱型工业业检漏仪器的发展最值得引起国内的密切注意。 利用石英渗氮及其温度效应和小型离子泵作为检测元件的工业便携式检测仪器成为IVC-16会议上真空仪器发展的新亮点,至少己有加热石英毛细管和利用硅基片上沉积Si02膜,通过半导体工艺制成Si02窗和热栅的两种商品批耸生产,具有工业检漏的灵敏度,可在大气压下检漏。

  为保证检漏仪器的可靠性, 微流量(漏率)的校准及参考漏孔的研制都取得了持续稳定的进展,这方面国内取得了可喜的进展,灵敏度检翻的实时校准方法有白己的特色。

四、 总结

  真空计量、质谱分析和检漏都是在上业和科研广泛领域都有实用价值的实用技术, 我国存在着日益广泛的应用市场,学会已在推动其发展的进程中发抨了显著的作用, 如能发扬我们已形成的传统并进一步发展和发挥年轻力量的作用,今后的前景一定是更光明的!

  请大家进一步补充,不当之处请指正。

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