真空室中的污染會導致危險的化學反應和不必要的副作用。 普林斯頓大學環(huán)境健康與安全辦公室（EHS）強調，真空工作會導致內爆以及空氣污染物、玻璃、化學品飛濺和火災的潛在危險。

真空室需要高水平的清潔度，可延伸到分子尺度。這對于確保關鍵設備的可靠運行至關重要，例如半導體制造設備、空間模擬室和等離子體研究設備等。

由于污染物對安全性、可靠性、可持續(xù)性和環(huán)境影響構成重大風險，因此管理真空室系統至關重要。真空系統中污染的一個重要原因是除氣，當氣體或蒸氣等揮發(fā)性物質從暴露于減壓的材料中釋放出來時，就會發(fā)生這種情況。

這種現象會嚴重影響系統的性能和清潔度。除氣會降低真空室的純度，導致真空室內的壓力變化，同時污染其他設備。

由于軸承結構中使用的材料和周圍環(huán)境條件，軸承容易脫氣。軸承的除氣會導致許多風險和挑戰(zhàn)，通過增加摩擦、加速磨損和潛在的故障逐漸影響其性能。

軸承通常由多種材料組成，包括金屬、塑料和潤滑劑。其中一些材料可能含有不可預測的化合物或滯留氣體，例如含有揮發(fā)性添加劑或溶劑的潤滑劑以及含有殘留加工化學品的塑料。

高溫軸承

當軸承暴露在高真空環(huán)境中時，與材料的內部壓力相比，較低的外部大氣壓會導致這些物質蒸發(fā)并逸出到腔室中。

溫度在除氣過程中起著重要作用。較高的溫度會加速材料中有害化合物的釋放，而在真空室中運行時的溫度波動會進一步惡化問題。

為了解決這些問題，關鍵是要選擇不易出現這種現象的軸承材料。例如，不銹鋼軸承和陶瓷軸承非常適合高溫試驗箱。316 級不銹鋼軸承等選件能夠承受低至 -200°C 和高達 500°C 的極端溫度，盡管負載能力有所降低。

不銹鋼在軸承部件的構造中具有最小的釋氣優(yōu)勢。這包括環(huán)、滾珠和固定器。因此，不銹鋼軸承，無論是開式還是屏蔽式，都是丁腈橡膠密封軸承的首選。后者通常用于真空應用，但可能會帶來污染風險，尤其是在光學元件等易碎表面上。

此外，許多塑料軸承由于釋氣率高而不適合，但由PEEK制成的塑料軸承具有最小的釋氣特性，使這種材料成為在真空和減壓環(huán)境中使用的合適選擇。

軸承潤滑

軸承通常依靠潤滑劑來減少摩擦和磨損。在真空環(huán)境中，需要仔細考慮選擇合適的軸承潤滑劑。這主要是由于大多數潤滑脂容易過度蒸發(fā)，從而導致潛在的污染和無效的潤滑。因此，軸承潤滑劑的選擇必須適用于所有指定的環(huán)境條件，并考慮速度、負載和溫度等操作因素。

然而，在許多高真空室中，軸承以非常低的速度運行，要么在沒有任何潤滑的情況下使用，要么具有干燥涂層，例如二硫化鉬 （Mos2）。在需要潤滑的情況下，必須選擇低釋氣的專業(yè)真空潤滑脂。

此外，在完全未潤滑的軸承中存在冷焊的風險，因為鋼在超高真空 （UHV） 條件下的行為不同。軸承的鋼氧化層可以在空氣中再生以防止冷焊，但在工業(yè)真空環(huán)境中不具有相同的保護效果，可能導致套圈、滾珠和保持器之間的原子金屬與金屬接觸。

為了降低這種風險，超高真空腔室中的軸承通常用 Mos2 或二硫化鎢（WS2） 進行干涂層。專業(yè)真空潤滑脂也可以防止這個問題。為了有效管理真空應用中的釋氣問題，需要選擇專門設計的具有低釋氣特性的材料，并進行適當的潤滑。

需要對真空系統進行定期維護和監(jiān)測，以便及時解決與除氣相關的問題。為了獲得最佳性能，可以使用具有最小釋氣率的專用低揮發(fā)性全氟潤滑脂，并廣泛用于半導體制造和深空設備等應用。