Difúze plynů v pevných látkách
plyn difunduje v pevné látce z oblasti s vyšší koncentrací do oblasti s nižší koncentrací difúzni proud
<inr
l\ = —Dgrad nr = —D——
dx
D = D0eXp
Had - aktivační teplo difúze, Ts - teplota pevné látky
He v taveném křemenu
	300-500 K	600-1300 K
Had [kJmor1] Dq [cm2s_1]	13.1 3.10~4	15.5 7.10-4
Plyn	sklo	obsah sklotvorných složek [%]	Had [kJmor1]
He	křemen	100	12.7-13.4
	vycor	99	11.7-14.1
	pyrex	94	14.5-16.4
	duran	92	15
H2	křemen	100	21.1-28.1
	duran	92	32
N2	křemen	100	51.6 - 70.3
o2	křemen	100	70.3
F6450        2 / 19
Plyny v kovech: 1 - H2 - W; 2 - H2 - Mo; 3 - H2 - Pd; 4 - H2 - Ni; S - H2 -Cu;6 - 02 - Ni; 7 - H2 -Fe;8 - O, -Ti;9 - H2 - Fe: /() - 02 - Cu.
Plyny ce sklech: U - H2 - Si02; 12 - H2 - sklo 12; U - H2 - sklo 13; M -H2 - sklo 14; 15 - H2 - sklo 15; 16 - H2 - sklo 16 (vycor); 17 - He - sklo 17(pjre» 7740). Čísla skel a jejich složení je uvedeno v textu k obr }A9
Pronikání plynů stěnou
Proud plynu přes stěnu závisí na koef. difúze, koef. rozpustnosti a tlacích na obou stranách stěny.
<inr
l\ = —Dgrad nr = —D——
dx
plocha 1 cm2, tloušťka L, tlaky Pi,p2',P2 > P\
I\dx = —Ddnr
í-L rnr\
l\ \   dx = l\L = —D \     dnr = D(nr2 — nri)
0 J nr2
T3U JDU
h = Dr-2 ^
L
i □ ►    4 [5? ►   < -Š ►   < -Š
Koeficient pronikání plynu
Pp = r D
PP = Ppoexp (^--^ŕj ; Ppo = r0D0 Hapr - aktivační energie pronikání plynu
JDU JDU
L = Dr-2 n
L
h = PpP^;   L = lem; P2 > Pi
Koeficient pronikání Pp [10 8 ^7
materiál	N2	02	H2	C02	He
přírodní kaučuk	6	18	38	100	20
methylkaučuk	0.4	2	13	6	11
butylkaučuk	0.25	1	6	4	5
neopren G	25	3	10	20	4
buna-S	5	13	30	95	18
teflon	0.002	0.007		0.05	
polymetakrylát	2		18		5
Uvolňování plynu a z povrchu a tok plynu na povrch u
velmi tlusté stěny
I* = -D(%L
\ ox
x=0
druhý Fickův zákon
dnr d í j^dnr dr        dx V dx
T D
V 7TT
Množství plynu uvolněné z jednotky povrchu za dobu r Qi= í hrdr = 2nr0\ —
4 □ ►    4 [5? ►   <       ► 4
8/19
Proudění plynu ve stěnách konečné tloušťky
tloušťka stěny L, předem zcela zbavená plynů, P2 S> P\
Qi = /   hdT «——(t-to) jo
L2
pro r » ro
Pronikání He sklem
cm^N]P)cm cm1 s 101 kPa
«- w9
8 ■ Xf*
				3 7
				\ /*
				
			6 7	5 \
		P/	4?	
				
				
20     40     60     60 K0% obsah S/0f+ 8,0,* P,0S
Obr. 3.24. Závislost aktivační energie difúze Híd a pronikáni helia sklem s různým obsahem sklotvorných složek (Si02 + B203 + PjO,) při teplotě 373 K (podle Nortona, 1953; Eschbacha, 1960 a dalších). Čísla u křivek odpovídají číslům skel vtab. 3.16
Tab. 3.16. Složení skel, jejichž charakteristiky jsou uvedeny v obr. 3.24
Pořadové		Druh skla	Sklotvorné složky						O	O oc		
číslo	Název skla	(Corning).							+	+		
v obr. 3.24		bli/ky danému	CO	0 ca	O aľ		<	PbO	O 03	CaO	BaO	C
1	tavený křemen	C-7940	100	_	-	100	-	_	-	-	_	_
2	vycor	C-7910	96	3	-	99	i					
3	pyrex	C-7710	81	13	-	94	2	-	4	-	-	-
4	borokřemičité	-	65	25	-	90	3	-	7	-	-	-
5	hlinitofosforové	-	-	5	77	82	11	-	-	-	-	7
6	sodnodraselné	C-0080	72	-	-	72	1	1	17	10	-	-
7	hlinitokřemičité	C-1720	62	5	-	67	18	-	-	15	-	-
8	olovnaté1)	C-8363	31	-	-	31	-	61	-	-	8	-
9	olovnaté bez křemíku s malým obsahem alkálií			22		22	7	78				
Objem V = 1 1, povrch A = 500 cm2, tloušťka stěny L = 1 mm, teplota T = 293 K, vyčerpáme na tlak 10~10 Pa. Parciální tlak He ve vzduchu je PHe = 0.5 Pa
I = hA = Pp^jfA
i= q = pv
T T
'"f
P = IQ-10 + 6.10~10r
to
L2
— = 9 h 6D
Desorpčni proud z různých povrchů
Důležitá je teplotní a vakuová historie látek vakuové aparatury. Uvádí se Iides a směrnice a\ pro různé časy např. pro t\ = 1 h a t4 = 4 h
Tab. 3.18. Intenzita desorpce /1ík, (10 s Pals		1 cm"2) za 1 h a za 4 h		
od počátku čerpání a koeficienty a1		a x4 některých látek při T ä		300 K.
(Orientační hodnoty, podle Daytona a kol., 1959)				
	Doba od počátku čerpání			
Látka				
		lh		4 h
		a,		«4
elastomery				
přírodní kaučuk —	12	0,5	6	0,5
bílá a červená guma				
butylkaučuk	20	0,7	6	0,6
neoprén	30-300	0,4-0,5	15-180	0,4-0,5
odplyněný neoprén	120	0,5	-	-
perbunan	5-90	0,65	2-40	0,6-1,1
plastické látky				
teflon	5	0,7	1,5	1
odplyněný teflon	0,1	2	-	-
araldit	5-80	0,3-1,3	1-20	0,5-13
epoxidová pryskyřice				
odplynčná	0,2	1,5	—	—
obsahující vodu	100	0,6	-	—
polyethylen	2,5	0,5	1,2	
polyuretan	5	0,5	2,5	
polycbiorvinyl				
odplyněný	0,1	3	-	
(PO l s art')
105
10'
V*
	7\	\
		\ 7*
		
		\ \ 3^
o,1
100
t (h)
Obr. 3.26. Závislost intenzity desorpce /, lli:< na čase x pro různé kovy při T * 300 K (podle Schrama, 1963)
/ - chromniklová nerezavějící ocel Z3CN s neopracovaným povrchem; 2 - ocel Z3CN elektrolyticky vyleštená; 3 - ocel, vyleštěná skleněnými kuličkami; 4 - měkká ocel poniklovaná a vyleštěná; 5 — vysoce čistá měď elektrolyticky vyleštěná; 6 - hliník: 7 — dural
10      100     1000 r (min)
Obr. 3.28. Intenzita dcsorpce /, des
/. povrchu claslomerú při teplotě 298 K jako
íunkce času (podle Hellera, 1958)
/ — syntetická guma (ploché těsněni V,
kruhová /"); 2 - perbunan; 3 — araldit,
polyuretan; 4 — teflon; 5 — hostaflon