氣體的吸附現(xiàn)象
氣體或蒸汽被固體表面浮獲而附著在表面上，形成單層或多層氣體分子層的現(xiàn)象叫做吸附。能捕集氣體的固體叫吸附劑，而被吸附的氣體成份叫吸附質(zhì)。發(fā)生吸附作用的原因是由于在吸附劑表面存在著力場。
根據(jù)吸附力的不同，氣體吸附可分為物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附是氣體分子受范德瓦爾斯力的吸引作用而附著在吸附劑表面之上，與氣體的液化過程相類似，其特點(diǎn)是吸附較弱，吸附熱較小，吸附不穩(wěn)定，較易脫附，但對吸附的氣體一般無選擇性，溫度越低吸附量越大，能形成多層吸附，分子篩吸附泵和低溫泵的吸氣作用就屬于物理吸附�；瘜W(xué)吸附是靠固體表面原子與氣體分子間形成吸附化學(xué)鍵實(shí)現(xiàn)的，與發(fā)生化學(xué)反應(yīng)相類似，同物理吸附相比，化學(xué)吸附的特點(diǎn)是吸附強(qiáng)，吸附熱大，穩(wěn)定不易脫附，吸附有選擇性，溫度較高時(shí)發(fā)生化學(xué)吸附的氣體分子增多，只能緊貼表面形成單層吸附(在化學(xué)吸附的分子上面還能形成物理吸附)，濺射離子泵和電子管中吸氣劑的吸氣作用就包括化學(xué)吸附。
氣體吸附的逆過程，即被吸附的氣體或蒸汽從表面釋放出來重新回到空間的過程，稱為脫附或解吸。解吸現(xiàn)象可以是自然發(fā)生的，也可以是人為加速的。自然解吸有兩種情況，一是從宏觀平均地看，每個吸附氣體分子在表面停留一段時(shí)間后，都要發(fā)生脫附飛回空間，這時(shí)也會有其它氣體分子發(fā)生新的吸附，在氣體溫度、壓力一定的條件下，吸附速率與脫附速率相等，表面上的氣體吸附量維持恒定;另一種情況是在抽真空的過程中，空間氣體壓力不斷降低，表面上脫附速率大干吸附速率，氣體吸附量逐漸減少，氣體從表面上緩緩放出，這種現(xiàn)象在真空中叫做材料的放氣或出氣。工程中最關(guān)心的問題是表面上的氣體吸附總量和抽空時(shí)的放氣速率，但至今還沒有很準(zhǔn)確通用的計(jì)算方法，只能從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)出：在低真空階段，表面吸附及表面放氣與空問氣體相比，數(shù)量很小，其影響可以忽略不計(jì);在中真空階段，表面放氣量已接近空間氣體量，對二者應(yīng)同樣重視;進(jìn)入高真空乃至超高真空階段，表面放氣(不計(jì)系統(tǒng)漏氣時(shí))已成為主要?dú)怏w負(fù)荷，放氣的快慢直接影響著抽空時(shí)間。
通過人為的手段有意識地促進(jìn)氣體解吸現(xiàn)象的發(fā)生，在真空技術(shù)中叫做去氣或除氣。人工去氣可以縮短系統(tǒng)達(dá)到極限真空的時(shí)間;可以獲得沒有氣體分子遮蓋的清潔表面。加熱烘烤去氣方法通過提高吸氣表面的溫度，增加分子熱運(yùn)動能量來促進(jìn)解吸，邊加熱邊排氣，常用于超高真空系統(tǒng)容器內(nèi)表面及內(nèi)部構(gòu)件的去氣和真空電子器件內(nèi)燈絲等內(nèi)部金屬元件的去氣;離子轟擊去氣方法一般是在空間形成氣體放電，產(chǎn)生離子體區(qū)，使高能離子轟擊待清洗的固體表面，產(chǎn)生氣體濺射，使吸附氣體發(fā)生脫附，這是一種相當(dāng)有效、簡捷迅速的除氣手段，在薄膜技術(shù)、表面科學(xué)等有氣體放電條件或有離子源的設(shè)備中廣泛采用。
