[发明专利]一种采用定容法测试吸气材料吸气性能的测试系统

说明书

本发明专利公开了一种采用定容法测试吸气材料吸气性能的测试系统。由真空获得系统，真空测量系统等八个子系统所组成。利用理想状态气体方程和已知体积定容瓶来给吸气材料循环充气直至饱和的原理来进行测试。本系统通过特殊设计的真空管道系统和管道脱气处理，可以对各种吸气材料(特别是MEMS真空封装吸气薄膜)的吸气性能进行测试。

技术领域

本发明专利涉及吸气材料技术领域，特别是涉及一种采用定容法测试吸气材料吸气性能的测试系统。

背景技术

吸气材料是一种应用在真空(Vacuum)、超高真空(UHV)、极高真空(XHV)环境中通过物理和化学作用有效吸收活性气体（H₂、CO、O₂、H₂O、CO₂等）的功能材料。

维持真空器件的真空度是研制长寿命、高可靠性真空器件（如电子管、激光管、电光源等）过程中的重要任务之一。真空器件中的残余气体对其寿命和可靠性有十分不利的影响，吸气材料是电真空器件内部真空环境长效无源维持的有效解决方案之一。

不同于传统的真空获得技术，吸气材料的应用不仅能够缩短真空器件在封装过程中的排气时间，提高生产效率；而且可以在真空器件储存和使用的过程中长期保持活性状态，对各种物理化学反应产生的活性气体分子持续吸收，维持器件内的残余气量小于最大预期气体负载量，保障真空器件的高可靠性和长使用寿命。

吸气薄膜作为MEMS 真空封装器件的关键材料，它是确保 MEMS 器件长寿命和高可靠性的关键材料；所以它尺寸小型化、厚度灵活可控化、图案个性化、高功能吸气化等优点，对MEMS器件性能的稳定性、高灵敏度至关重要。

由于吸气材料应用环境的特殊性,对其吸气性能的测试一直是个难题。当前，行业通用的测试标准主要有ASTM F798和GB/T25497,但这两个标准都只对测试原理和测试系统的基本要求进行了规定，而对于测试系统和设备未作详尽的规定，这导致了行业内设备间测试结果不能互认互比，极大影响了行业的发展。

对于吸气材料新的应用领域--MEMS封装，吸气材料薄膜吸气性能的测试更是一个难题，目前未有专门的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明专利发明了一种采用定容法测试吸气材料吸气性能的测试系统，对整个系统进行了模块化设计，可以方便的进行容积扩展，适用于不同种类吸气材料的吸气性能的测试。

同时,对本测试系统严格按照相关测试标准要求进行了规范化设计，完全符合国内外测试标准的要求，并考虑了MEMS真空封装吸气薄膜的测试特殊性要求，可以有效避免不同设备之间的测试误差.

此测试系统可以用于测试块体、粉体、薄膜等不同类型，以及不同吸气材料对不同种类活性气体（H₂、CO、O₂、H₂O、CO₂等）的吸气性能。

本发明专利提供了一种定容法吸气材料吸气性能测试系统，由真空获得系统，真空测量系统，真空管道系统，测试充气，管道烘烤，样品激活，数据采集及控制，设备框架共八个子系统所组成。

作为本发明的优选方案，所述真空获得系统由机械泵和分子泵以及与两者相连的充气阀和波纹管所组成；所述真空获得系统的选择应能使测试系统达到小于1×10-4Pa的真空度。

作为本发明的进一步优选方案，所述真空测量系统由两个低真空规管和一个高真空规管，以及各自的真空计所组成；所述低真空规管的测量范围为10-1Pa 到10-2Pa；所述高真空规管应测量的真空度范围10-1Pa到10-5Pa，所述高真空规管是B-A型热阴极离子规、冷阴极离子规或冷阴极反磁控规中的一种，所述高真空规管用于测量材料吸气后管道系统内的平衡压力。