真空工艺 | 表面净化处理的基本方法:金属化合物的分解与还原

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  化合物的分解与还原在真空技术中有重要意义。例如:

  许多金属材料表面都或多或少存在一层氧化膜,在真空气氛中氧化物的分解将成为一种气体来源,金属材料的表面氧化物因结构比本体疏松,往往成为气体在真空系统中的储库;

  吸气剂材料可以与某些气体发生化学反应并以化合物的形式吸气,因而所形成的化合物的分解压力可能是真空系统极限压力的限制因素;

  真空泵油热分解形成的低分子量碳氢化物蒸汽也将影响真空系统的极限真空度;

  某些高分解压力的污染物亦是影响系统真空度和气氛的不利因素等等。金属材料经烧氢处理可还原其表面氧化物达到净化表面的目的。

  金属氧化物的分解问题在真空技术中是比较重要的,令M代表任意金属,其氧化物分解反应的通式可写成式(1-2):

金属化合物的分解与还原

  式中ni 为参与反应物质的克分子数。

秒速飞艇官网   在多相化学分解反应中,整个反应体系中只有一种组分是气体,在平衡时这种气体产物的压力称为分解压力。质量作用定律指出,在化学平衡时,化学反应中各物质的分压(或浓度)是彼此相联系的,因而某一物质的分压(或浓度)发生变化后,其余物质的分压(或浓度)也要相应地发生变化。根据化学反应的质量作用定律,在式(1-2)所示的多相化学反应中,平衡常数可以用反应体系中气体组元的分压力(即分解压力)来表示,即式(1-3):

金属化合物的分解与还原

  由于只与温度有关,因此分解压力也只与温度有关。

  分解压力是衡量化合物稳定性的标志,当环境氧气的分压力小于分解压力时,金属氧化物分解。金属氧化物处于某些还原性气体中时,则会发生氧化物的还原反应。在真空技术中最重要的还原性气体是氢气和一氧化碳。真空规和电真空器件中电极材料的烧氢处理,实质上就是还原处理过程,用氢气还原金属氧化物的反应通式(1-4)为:

金属化合物的分解与还原