固体的吸气和放气

    在大气状态或低真空区域内，固体与气体接触时，在固体表面及内部都会吸气，在高真空区域内，被吸收或吸附的气体又会部分或全部地逐渐释放出来。在真空技术中，这种吸气和放气现象不仅关系到真空的获得与保持，而且还影响到真空测量结果的准确性和可靠性，因此，了解和掌握这种现象是很重要的。固体吸气有两种情况：一种是固体表面吸气，称为吸附，另一种是固体内部吸气，称为吸收。吸附、吸收的综合作用统称为收附。固体放气即收附的逆过程称为解吸。

    (1)吸附。众所周知，固体内部分子之间有着比较强的结合力。常温下，这些分子是按照一定的排列结合在一起的，形成一定形状的固体结构。在固体内部，每一个分子受到各个方向来的结合力的作用处于平衡状态。但是，处于固体表面分子朝外一个方向的力没有饱和，因此，整个表面布满着向外引伸的吸力，即剩余力场，其作用距离约为一个分子直径。所以，当气体分子与固体表面碰撞时，就进入其剩余力场的作用范围，使气体分子在固体表面形成吸附。吸附作用主要与下列因素有关：

    ①固体表面积越大，表面状况越粗糙，其吸附能力越强，特别是带有大量细孔或粉状的材料具有很高的吸附能力。如活性碳、硅胶、活性氧化铝、分子筛、五氧化二磷等；

    ②吸附力随气体分子与固体表面距离增加而迅速减小，因此，一般吸附层仅为一单分子层。当温度低于气体临界温度时，会出现吸附着多层气体分子组成的气体薄膜。此外，具有大量微孔的材料在低压强下也能产生多分子层吸附；

    ③在温度不变以及压强较低时，吸附作用随压强的升高而增大，当压强增至一定值时，固体的吸附性能趋于饱和；

    ④在压强不变时，温度越低吸附量越大；

    ⑤气体的沸点越低吸附量越小；

    ⑥在温度一定时，低压强下的吸附时间与压强成反比。

    (2)吸收。气体分子渗入固体内部形成固溶体或产生化学反应形成新的固态化合物，这种现象称为吸收现象。吸收也与气体压强和温度有关，但是，它不像吸附现象那样有着普遍的规律性。

    (3)解吸。被固体收附的气体分子，在一定的条件下，会离开固体重新解脱出来，这就是解吸。解吸的难易程度，与气体的种类和固体材料以及表面状态有关。但总的规律是，在一定的压强下，随着温度增高，解吸作用加快。这是由于每个被吸附的气体分子要从固体表面上解吸出来，必须获得一定的能量，来克服它与固体表面分子间的结合力，这种能量称为解吸热。因此，提高固体材料的温度，使吸附的气体分子获得的能量大于所需的解吸热时，气体分子就被解吸。在较低压强下加热，能加速解吸作用。

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