根據(jù)真空基本公式p=Q/S可知,要獲得超高真空即低壓力p,有降低氣載Q和增大泵抽速S兩大途徑。真空技術(shù)發(fā)展到目前的水平,增大各種泵抽速的研究已無太大進(jìn)展。而且在細(xì)長型真空系統(tǒng)(如粒子儲存環(huán)、加速器束流傳輸線等)中,泵的有效抽速受流導(dǎo)的限制,即使采用大抽速的泵,也不會對系統(tǒng)真空度產(chǎn)生大的影響。從而可知,獲得超高真空的最有效途徑是降低氣載。一個超高真空系統(tǒng)中,材料的出氣往往是氣載的主要來源。從經(jīng)濟(jì)角度和空間位置等方面考慮,如果采用特殊工藝能夠使材料出氣率降低1個數(shù)量級,比增加10倍的泵要經(jīng)濟(jì)、合理得多。因此,研究先進(jìn)工藝對材料進(jìn)行處理,獲得盡可能低的材料出氣率一直是超高真空領(lǐng)域的一個重要研究課題。20世紀(jì)70年代,用真空爐高溫烘烤去除冶煉時溶解在材料內(nèi)部的各種氣體(以H2為主),從而獲得低出氣率的除氣工藝就在國外眾多粒子加速器真空系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用,也獲得了預(yù)想的結(jié)果。國內(nèi)許多真空設(shè)備元器件(如濺射離子泵泵芯、泵殼等)也采用真空爐除氣的方法來獲得較高的極限真空(大于5×10-9Pa)。但由于條件的限制,國內(nèi)許多超高真空裝置對于其系統(tǒng)中的真空室、真空管道等元件極少采用真空爐高溫除氣的方法,大多用真空清洗加現(xiàn)場烘烤(小于350℃)工藝來獲得超高真空。

    真空爐高溫除氣工藝對于降低不銹鋼出氣率具有非常顯著的效果。一個金屬密封、設(shè)計合理的真空系統(tǒng),如果要求的真空度在10-6～10-8Pa之間,采用真空爐高溫除氣工藝對各真空室進(jìn)行處理,可以不用現(xiàn)場烘烤就可以達(dá)到。二者相比,高溫除氣工藝所需費(fèi)用比現(xiàn)場烘烤裝置所需費(fèi)用要低,而且一勞永逸,不必每次暴露大氣都要再烘烤一次。更重要的是不必為烘烤裝置留空間,這對于設(shè)計空間有限的系統(tǒng)是十分有利的。

    對于q≤10-11Pa·L/s·cm2的系統(tǒng),僅靠現(xiàn)場烘烤或僅靠真空爐高溫除氣都是不行的,必須二者結(jié)合才能實現(xiàn)。由于采用了真空爐高溫除氣工藝,同時又采取了現(xiàn)場烘烤措施,使樣機(jī)真空系統(tǒng)達(dá)到5×10-10Pa的水平,并為整個HIRFL-CSR真空系統(tǒng)達(dá)到6×10-9Pa的真空度提供了可靠的保證。