提出了一種基于靜態膨脹法的極小漏率校準方法。該方法通過測量被校漏率離子流上升率及四極質譜計校準系數實現校準。實驗發現， 10^-10Pa·m³/s 量級極小漏率的離子流上升率重復性良好；采用混合氣體二級膨脹能有效降低復雜膨脹過程對四極質譜計校準系數重復性引入的測量不確定度。通過對一支10^-10Pa·m³/s 真空漏孔的校準實驗，證明基于靜態膨脹法的極小漏率校準方法有效可行。當進一步減小校準室容積時，該方法能夠實現10^-13Pa·m³/s 量級極小漏率的校準。

　　隨著航空航天等高新技術產業的發展，對電子元器件的性能提出了越來越高的要求。對于一些必須在真空環境下工作的小容積電子元器件，只有極小的漏率才能滿足長壽命、高可靠性的工作要求。表1 為工作在超高真空環境下的導彈紅外成像傳感器密封件漏率與壽命的關系，從表中可以看出當漏率小于1 × 10^-15Pa·m³/s 時才能保證其至少10 年的使用壽命，這也是這類真空小容積密封電子元器件的共同要求。

　　為了對這一極小漏率進行精確測量，超靈敏質譜檢漏儀需要一支漏率小于10^-11Pa·m³ /s 量級的真空漏孔作為比較標準。但目前真空漏孔的校準下限僅為10^-10 ～10^-11Pa·m3 /s，不能實現對上述真空漏孔的校準。因此本文提出了一種基于靜態膨脹法的極小漏率校準方法，用以延伸極小漏率的校準下限。

表1 導彈紅外成像傳感器漏率與壽命的關系

1、校準原理

　　定義Q 為被校極小漏率，Pa·m³ /s；V 為校準室容積，m³ ；K 為四極質譜計靈敏度，A/Pa；I 為離子流信號，A；p 為校準室分壓力，Pa；q 為氣體量，Pa·m³。采用氦氣作為校準氣體，被校極小漏率在校準室中靜態累積引起校準室氦分壓力隨時間的變化率為

2、實驗裝置

　　基于靜態膨脹法的極小漏率校準方法實驗裝置原理圖如圖1 所示，該裝置右校準室安裝了兩臺非蒸散型吸氣劑泵(NEGP) 。利用NEGP 對活性氣體大抽速對惰性氣體無抽速的特點，在不改變校準氣體量的同時有效維持了校準室靜態超高真空本底，為實驗的開展創造了良好的條件。

5、不確定度分析

　　采用基于靜態膨脹法的極小漏率校準方法對這支10^-10Pa·m³/s 量級被校真空漏孔的校準結果不確定度分析如表7 所示。

　　從表7 中可以看出，被校漏孔離子流上升率、極小標準氣體量、重復性是測量結果不確定度的主要來源。其中被校漏孔離子流上升率測量不確定度較大是由于四極質譜計在不同量級測量非線性引起的，極小標準氣體量引入的不確定度主要來源于混合氣體濃度比，可通過離子流比較的方法實現精確測量，從而降低該項引入的不確定度。

表7 不確定度分析

6、結論及展望

　　通過對一支10^-10 Pa·m³/s 量級真空漏孔的校準實驗，證明基于靜態膨脹法的極小漏率校準方法有效可行，校準下限8.27 × 10^-12Pa·m³/s，校準不確定度小于5%。由于本實驗裝置校準室容積較大，導致四極質譜計對極小信號的分辨能力較低，限制了該方法下限的進一步延伸。因此在未來的實際應用中，可通過減小校準室容積、增加靜態累積時間的方法進一步延伸校準下限。當校準室容積為5 ×10^-3m³時，能夠實現10^-13Pa·m³/s 量級極小漏率的校準。

　　基于靜態膨脹法的極小漏率校準方法不僅能夠實現極小漏率的測量、校準，同時也能夠應用于抽速、材料放氣率的定量研究中，具有廣闊應用前景和潛在的市場價值。