新聞

在超高真空（UHV，通常指壓力≤10⁻⁶ Pa）環境中使用納米位移台時，需解決(jue) 材料放氣、潤滑失效、熱管理及信號傳(chuan) 輸 等關(guan) 鍵問題。以下是具體(ti) 要求和解決(jue) 方案：
1. 材料選擇與(yu) 真空兼容性
(1) 低放氣材料
主體(ti) 結構：
選用不鏽鋼（如316L）、鈦合金或陶瓷（如氧化鋁），避免塑料或橡膠。
避免含鋅、鎘等高蒸氣壓元素（易揮發汙染真空係統）。
塗層與(yu) 鍍層：
真空鍍膜（如金、鎳）需確保無有機溶劑殘留。
(2) 真空兼容潤滑
固體(ti) 潤滑：
二硫化鉬（MoS₂）、石墨或聚酰亞(ya) 胺（PI）塗層，避免液態油脂。
自潤滑軸承：
使用氮化矽（Si₃N₄）陶瓷軸承或磁懸浮軸承（無需潤滑）。
2. 機械設計與(yu) 密封
(1) 無油傳(chuan) 動機構
驅動方式：
壓電陶瓷驅動器：無需潤滑，適合納米級運動（但行程通常＜200 μm）。
磁致伸縮或音圈電機：無接觸式驅動，避免摩擦產(chan) 氣。
導向係統：
交叉滾柱導軌需改用真空兼容固態潤滑，或采用柔性鉸鏈（Flexure）結構。
(2) 真空密封與(yu) 饋通
運動傳(chuan) 遞：
通過真空饋通（Feedthrough）將電機置於(yu) 真空外，內(nei) 部僅(jin) 留從(cong) 動部件（需磁耦合或波紋管密封）。
電纜與(yu) 傳(chuan) 感器：
使用真空兼容電纜（如聚酰亞(ya) 胺絕緣），避免PVC等放氣材料。
光纖或無線傳(chuan) 輸替代部分電信號（減少穿牆饋通數量）。
3. 熱管理與(yu) 穩定性
(1) 熱膨脹控製
材料匹配：
選擇熱膨脹係數（CTE）相近的材料（如殷鋼與(yu) 陶瓷組合）。
主動溫控：
集成加熱/冷卻元件（如Peltier），維持位移台溫度恒定±0.1°C。
(2) 散熱設計
高熱導率結構：如銅熱橋導出電機發熱。
輻射屏蔽：避免真空環境下熱輻射導致局部升溫。
4. 傳(chuan) 感器與(yu) 反饋係統
(1) 真空兼容傳(chuan) 感器
位置檢測：
電容傳(chuan) 感器（真空兼容型號）或激光幹涉儀(yi) （通過光學窗口引入激光）。
避免LVDT（含鐵芯，可能放氣）。
應變測量：
光纖光柵（FBG）傳(chuan) 感器，抗電磁幹擾且無放氣風險。
(2) 信號隔離
低噪聲電路：真空內(nei) 電子元件需屏蔽，信號線采用雙絞線或同軸電纜。
5. 預處理與(yu) 維護
(1) 真空烘烤除氣
安裝前處理：
位移台在80~150°C下烘烤24~48小時，釋放吸附氣體(ti) 。
原位激活：
在低真空（10⁻³ Pa）下通電預熱，加速殘餘(yu) 氣體(ti) 脫附。
(2) 汙染監控
殘餘(yu) 氣體(ti) 分析（RGA）：
定期檢測水蒸氣（H₂O）、碳氫化合物（如CH₄）是否超標。