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作者：范永山;杜畅通;张化一;郑曙昕;邢庆子;王学武;闫逸花;王敏文;王忠明;
单位：清华大学粒子技术与辐射成像教育部重点实验室;清华大学先进辐射源及应用实验室;清华大学工程物理系;强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室;
摘要：不锈钢管道的比放气率是超高真空系统设计的关键参数，降低比放气率是提高真空度的有效方法之一。在西安200 MeV质子应用装置（XiPAF）的重离子升级工程中，重离子同步环真空管道内要求达到超高真空度（10-10 Pa量级），要求不锈钢管道的比放气率不超过1.5×10~(-13) Pa·m~3/(s·cm~2)。文章通过研究降低不锈钢管道比放气率的方法，得到一套不锈钢管道处理方案，使得不锈钢管道的比放气率不大于此数值。降低比放气率的方案包括三个关键问题，即不锈钢材料的选取、真空炉高温烘烤方案选择和加热带烘烤方案选择。论文设计了实验方案，定制加工了四根相同尺寸的不锈钢实验管道，304和316L两种材料各两根，四根管道分为两组分别进行真空炉500℃和950℃烘烤，每根管道做四次加热带烘烤实验，烘烤温度依次设定为150℃、200℃、250℃和300℃，并测量每根管道最终的比放气率。为测量不锈钢实验管道的比放气率，搭建了一套比放气率测试平台。测量结果表明，加工厂家提供的304和316L两种不锈钢材料的初始管道比放气率的大小与材料种类无特定规律；实验中真空炉或者加热带的烘烤均能使比放气率降低1～2个数量级；管道依次进行真空炉950℃烘烤和加热带300℃烘烤之后，比放气率可以达到5×10-14 Pa·m~3/(s·cm~2)以下，满足XiPAF重离子升级工程要求。
关键词：比放气率;超高真空;不锈钢管道;烘烤温度
基金资助：强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室专项项目(SKLIPR2102)
