Выделение газа (иногда называемое дегазацией , особенно когда речь идет о качестве воздуха в помещении ) — это высвобождение газа , который был растворен, захвачен, заморожен или абсорбирован в каком-либо материале. [1] Выделение газа может включать сублимацию и испарение (которые являются фазовыми переходами вещества в газ), а также десорбцию , просачивание из трещин или внутренних объемов и газообразные продукты медленных химических реакций . Кипение обычно рассматривается как отдельное от выделения газа явление, поскольку оно представляет собой фазовый переход жидкости в пар того же вещества.
Выделение газа является проблемой для создания и поддержания чистых высоковакуумных сред . NASA и ESA ведут списки материалов с низкими свойствами выделения газа, подходящих для использования в космических аппаратах , поскольку продукты выделения газа могут конденсироваться на оптических элементах, тепловых радиаторах или солнечных батареях и затемнять их. Материалы, которые обычно не считаются абсорбирующими, могут выделять достаточно легких молекул , чтобы мешать промышленным или научным вакуумным процессам. Влага , герметики , смазочные материалы и клеи являются наиболее распространенными источниками, но даже металлы и стекла могут выделять газы из трещин или примесей. Скорость выделения газа увеличивается при более высоких температурах , поскольку увеличивается давление пара и скорость химической реакции. Для большинства твердых материалов способ изготовления и подготовки может значительно снизить уровень выделения газа. Очистка поверхностей или нагревание отдельных компонентов или всей сборки (процесс, называемый « выпечкой ») может отогнать летучие вещества .
Космический зонд NASA Stardust пострадал от снижения качества изображения из-за неизвестного загрязняющего вещества, которое сконденсировалось на ПЗС- датчике навигационной камеры. [2] Похожая проблема затронула узкоугольную камеру космического зонда Cassini , но была исправлена путем многократного нагрева системы до 4 °C. [3] Комплексная характеристика эффектов дегазации с использованием масс-спектрометров может быть получена для космического аппарата ESA Rosetta . [4]
Естественное выделение газа является обычным явлением в кометах . [5]
Выделение газа является возможным источником многих разреженных атмосфер планет земной группы или лун. [6] Многие материалы являются летучими относительно экстремального вакуума внешнего космоса и могут испаряться или даже кипеть при температуре окружающей среды. Материалы на поверхности Луны полностью выделились и были унесены солнечными ветрами давным-давно, но летучие материалы могут оставаться на глубине. Лунная атмосфера, вероятно, возникла в результате выделения газа из теплого материала под поверхностью.
После высвобождения газы почти всегда менее плотные , чем окружающие породы и песок , и просачиваются к поверхности. Взрывные извержения вулканов происходят из-за того, что вода или другие летучие вещества, выделяющиеся из магмы , задерживаются, например, лавовым куполом . На тектонических дивергентных границах Земли , где создается новая кора , гелий и углекислый газ являются некоторыми из летучих веществ, выделяющихся из мантийной магмы . Альфа -распад первичных радионуклидов (и продуктов их распада) производит подавляющее большинство гелия, который продолжает выделяться из пород на планетах земной группы.
Выделение газа может быть значительным, если оно собирается в закрытой среде, где воздух застаивается или рециркулируется. Например, запах нового автомобиля состоит из выделившихся химикатов, выделяемых при нагревании в закрытом автомобиле. Даже почти не имеющий запаха материал, такой как дерево, может накапливать сильный запах, если хранить его в закрытом ящике в течение месяцев. Существуют некоторые опасения, что пластификаторы и растворители, выделяемые многими промышленными продуктами, особенно пластиком, могут быть вредны для здоровья человека. [7] Длительное воздействие паров растворителя может вызвать хроническую энцефалопатию, вызванную растворителем (CSE). Выделяющиеся токсичные газы вызывают большую озабоченность при проектировании подводных лодок и космических станций , которые должны иметь автономные рециркулируемые атмосферы.
Выделение газа из небольших карманов воздуха вблизи поверхности затвердевающего бетона может привести к появлению постоянных отверстий в конструкции (так называемых полостей ), которые могут нарушить ее структурную целостность. [8] [9]