根据真空基本公式p=Q/S可知,要获得超高真空即低压力p,有降低气载Q和增大泵抽速S两大途径。真空技术发展到目前的水平,增大各种泵抽速的研究已无太大进展。而且在细长型真空系统(如粒子储存环、加速器束流传输线等)中,泵的有效抽速受流导的限制,即使采用大抽速的泵,也不会对系统真空度产生大的影响。从而可知,获得超高真空的最有效途径是降低气载。一个超高真空系统中,材料的出气往往是气载的主要来源。从经济角度和空间位置等方面考虑,如果采用特殊工艺能够使材料出气率降低1个数量级,比增加10倍的泵要经济、合理得多。因此,研究先进工艺对材料进行处理,获得尽可能低的材料出气率一直是超高真空领域的一个重要研究课题。20世纪70年代,用真空炉高温烘烤去除冶炼时溶解在材料内部的各种气体(以H2为主),从而获得低出气率的除气工艺就在国外众多粒子加速器真空系统中得到了广泛的应用,也获得了预想的结果。国内许多真空设备元器件(如溅射离子泵泵芯、泵壳等)也采用真空炉除气的方法来获得较高的极限真空(大于5×10-9Pa)。但由于条件的限制,国内许多超高真空装置对于其系统中的真空室、真空管道等元件极少采用真空炉高温除气的方法,大多用真空清洗加现场烘烤(小于350℃)工艺来获得超高真空。

    真空炉高温除气工艺对于降低不锈钢出气率具有非常显著的效果。一个金属密封、设计合理的真空系统,如果要求的真空度在10-6～10-8Pa之间,采用真空炉高温除气工艺对各真空室进行处理,可以不用现场烘烤就可以达到。二者相比,高温除气工艺所需费用比现场烘烤装置所需费用要低,而且一劳永逸,不必每次暴露大气都要再烘烤一次。更重要的是不必为烘烤装置留空间,这对于设计空间有限的系统是十分有利的。

    对于q≤10-11Pa·L/s·cm2的系统,仅靠现场烘烤或仅靠真空炉高温除气都是不行的,必须二者结合才能实现。由于采用了真空炉高温除气工艺,同时又采取了现场烘烤措施,使样机真空系统达到5×10-10Pa的水平,并为整个HIRFL-CSR真空系统达到6×10-9Pa的真空度提供了可靠的保证。