真空室中的污染会导致危险的化学反应和不必要的副作用。 普林斯顿大学环境健康与安全办公室（EHS）强调，真空工作会导致内爆以及空气污染物、玻璃、化学品飞溅和火灾的潜在危险。

真空室需要高水平的清洁度，可延伸到分子尺度。这对于确保关键设备的可靠运行至关重要，例如半导体制造设备、空间模拟室和等离子体研究设备等。

由于污染物对安全性、可靠性、可持续性和环境影响构成重大风险，因此管理真空室系统至关重要。真空系统中污染的一个重要原因是除气，当气体或蒸气等挥发性物质从暴露于减压的材料中释放出来时，就会发生这种情况。

这种现象会严重影响系统的性能和清洁度。除气会降低真空室的纯度，导致真空室内的压力变化，同时污染其他设备。

由于轴承结构中使用的材料和周围环境条件，轴承容易脱气。轴承的除气会导致许多风险和挑战，通过增加摩擦、加速磨损和潜在的故障逐渐影响其性能。

轴承通常由多种材料组成，包括金属、塑料和润滑剂。其中一些材料可能含有不可预测的化合物或滞留气体，例如含有挥发性添加剂或溶剂的润滑剂以及含有残留加工化学品的塑料。

高温轴承

当轴承暴露在高真空环境中时，与材料的内部压力相比，较低的外部大气压会导致这些物质蒸发并逸出到腔室中。

温度在除气过程中起着重要作用。较高的温度会加速材料中有害化合物的释放，而在真空室中运行时的温度波动会进一步恶化问题。

为了解决这些问题，关键是要选择不易出现这种现象的轴承材料。例如，不锈钢轴承和陶瓷轴承非常适合高温试验箱。316 级不锈钢轴承等选件能够承受低至 -200°C 和高达 500°C 的极端温度，尽管负载能力有所降低。

不锈钢在轴承部件的构造中具有最小的释气优势。这包括环、滚珠和固定器。因此，不锈钢轴承，无论是开式还是屏蔽式，都是丁腈橡胶密封轴承的首选。后者通常用于真空应用，但可能会带来污染风险，尤其是在光学元件等易碎表面上。

此外，许多塑料轴承由于释气率高而不适合，但由PEEK制成的塑料轴承具有最小的释气特性，使这种材料成为在真空和减压环境中使用的合适选择。

轴承润滑

轴承通常依靠润滑剂来减少摩擦和磨损。在真空环境中，需要仔细考虑选择合适的轴承润滑剂。这主要是由于大多数润滑脂容易过度蒸发，从而导致潜在的污染和无效的润滑。因此，轴承润滑剂的选择必须适用于所有指定的环境条件，并考虑速度、负载和温度等操作因素。

然而，在许多高真空室中，轴承以非常低的速度运行，要么在没有任何润滑的情况下使用，要么具有干燥涂层，例如二硫化钼 （Mos2）。在需要润滑的情况下，必须选择低释气的专业真空润滑脂。

此外，在完全未润滑的轴承中存在冷焊的风险，因为钢在超高真空 （UHV） 条件下的行为不同。轴承的钢氧化层可以在空气中再生以防止冷焊，但在工业真空环境中不具有相同的保护效果，可能导致套圈、滚珠和保持器之间的原子金属与金属接触。

为了降低这种风险，超高真空腔室中的轴承通常用 Mos2 或二硫化钨 （WS2） 进行干涂层。专业真空润滑脂也可以防止这个问题。为了有效管理真空应用中的释气问题，需要选择专门设计的具有低释气特性的材料，并进行适当的润滑。

需要对真空系统进行定期维护和监测，以便及时解决与除气相关的问题。为了获得最佳性能，可以使用具有最小释气率的专用低挥发性全氟润滑脂，并广泛用于半导体制造和深空设备等应用。

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