基于四极质谱计质量歧视效应修正的材料CxHy放气率测试方法研究
王星辉,成永军*,董猛,赵澜,陈联,冯天佑, 孙雯君
真空科学与技术学报,2023,第43卷,第11期,938-946页。
DOI:10. 13922 / j. cnki. cjvst.202306007
X.H.Wang,Y.J.Cheng,M.Dong,L.Zhao,L.Chen,T.Y.Feng,W.J.Sun, Research on Measurement Method of Material CxHy Outgassing Rate Based on the Correction of Mass Discrimination Effect of Quadrupole Mass Spectrometer, Chin. J. Vac. Sci. Tech, 43,11,938-946(2023)
真空材料放气率是指材料中气体从其表面扩散逸出的速率,它直接关系到仪器、设备的稳定性、可靠性及寿命。随着航空航天、半导体制造、光学仪器等高端制造业的发展,对真空材料的分放气率测试有了新的需求,其中,碳氢化合物分放气率将导致如光学镜面等精密仪器的碳生长,从而严重影响仪器性能,因此,材料碳氢化合物分放气率的测量对于高端精密仪器设备的研制尤为重要。
分放气率的测量通常通过四极质谱计测量的真空分压力计算得到。然而,四极质谱计存在的质量歧视效应导致了大质量数离子的测量灵敏度降低,因此在基于四极质谱计的分放气率实际测试中,质量歧视效应会影响高质量数离子分析结果的准确度,进而影响材料碳氢化合物分放气率测量的准确度。针对该问题,本文对小孔流导法分放气率测量装置进行了优化改进,并提出了一种利用十二烷修正四极质谱计质量歧视效应的方法。为验证方法的有效性,对小孔流导法材料分放气率测量装置的两台四极质谱计的质量歧视效应进行了修正,并选取聚四氟乙烯、氟橡胶样品,测试了不同时刻碳氢化合物的放气率,结果表明,本文所提方法可以有效地降低四极质谱计的质量歧视效应,另外,通过质量歧视修正后的碳氢化合物放气率较未修正时有明显上升。

成永军,博士,研究员,博士生导师。现任中国航天科技集团五院510所真空计量技术研究中心主任。长期从事真空计量测试技术及仪器研究,科研成果获国家技术发明二等奖1项,获国防科技进步一等奖等省部级奖励10项。发表学术论文160余篇。获授权国家发明专利40余件,其中1件获中国专利优秀奖。获陈嘉庚青年科学奖、中国青年科技奖、中国真空科技青年创新奖。入选科技部创新人才推进计划“中青年科技创新领军人才”、中国航天科技集团学术技术带头人。担任中国真空学会理事兼质谱分析与检漏专委会副主任委员、中国计量测试学会理事兼真空计量专委会副主任委员。
团队简介
研究团队长期从事真空计量测试技术研究,研制了系列真空计量标准装置和高端真空测量仪器,建立了我国较完整的真空测试计量体系。团队依托国防科技工业真空一级计量站、真空计量及应用技术国际联合研究中心等多个国家级研发创新平台开展工作,研究成果获得“国家技术发明二等奖”“国防科技进步一等奖”“中国计量测试学会科技进步一等奖”为代表的科技奖励数十项,主导制定了真空测试计量技术领域的ISO国际标准、国家标准以及行业标准30余项。团队入选科技部创新人才推进计划重点领域创新团队,获中国航天科技集团航天金牌班组、全国工人先锋号等荣誉称号。
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