真空是指压力低于大气压压强的气体空间。通常按压强的高低，把真空划分为四个等级：①低真空，其真空度为1×105～1×102Pa；②中真空，其真空度为1×10-1～1×102Pa；③高真空，其真空度为1×10-6～1×10-1Pa；④超高真空，其真空度<1×1-6Pa。钎焊时的真空度处于高真空范畴，其真空度通常是依靠机械真空泵和扩散泵抽除钎焊室内的空气而得到的。
真空最大的特点是它所含的有害气体极少。真空中虽然仍保留有一定量的残余气体，但其含量要比常用的惰性气体或还原性气氛的杂质含量要低得多，它的保护作用比任何一种保护气体的效果都要好。这可以从表5-3所列的不同真空度相对杂质含量与露点的比较中看出[8]。就常用的真空度1.33×102Pa和1.33×10-3Pa而言，它的杂质含量比最纯的气体要低得多，如超纯氩气的含氧量为1×10-6，其露点也要低得多。真空的另一优点是具有除气作用，存在于金属内部的气体（H2、O2、N2、CO等）及吸附在表面上的气体，都会随着真空加热而析出；同时真空对钎料也有极好的除气效果，尤其是选用含黏结剂的钎料时，除气效果更好。
表5-3 真空度的相对杂质含量及相应的露点Table 5-3 Relative contents of impurities in vacuum and correspondent dew points
真空中并不含有能还原氧化物的气体。真空钎焊时，金属表面的氧化膜的去除，早期的观点认为，真空降低了钎焊区氧分压，导致了氧化物的分解。但从图5-4可以看出，绝大多数的金属氧化物分解所需的氧分压是很低的，目前实际采用的钎焊真空度远远不能达到这样低的氧分压，因此指望氧化物自行分解的可能性是不切实际的。但是，一些氧化物在高温下有可能挥发，例如在1.33Pa真空度下，MnO2在600℃，WO2在800℃，NiO在1070℃，V2O5和MoO2在1000～1200℃挥发[9]。尤其是Fe3O4、Cr2O3和1Cr18Ni11Nb不锈钢的氧化皮，在温度高于1000℃时明显挥发（见图5-5）[10]。这对于钢和不锈钢表面氧化物的清除是非常重要的。
图5-5 Cr2O3、Fe3O4和1Cr18Ni11Nb不锈钢氧化皮真空加热时的重量损失与温度的关系真空度1.3×10-3Pa 加热时间 60min Fig.5-5 Relationship of weight loss of Cr2O3、Fe3O4and 1Cr18Ni11Nb stainless steel scale to temperatures by vacuum heating at vacuum 1.3×10-3Pa heating time 60min
图5-6 金属氧化物和CO的自由能变化与温度和压力的关系 Fig.5-6 Relationship of change of free energy of metal-oxide and CO to temperature and pressure(www.xing528.com)
另一方面，钢中的碳对氧化物的还原作用也是很重要的。碳钢在真空加热中出现的表面脱碳现象早已为人熟知。例如，w（C）为0.25%的低碳钢和低合金钢在10-2Pa真空中加热几分钟，由于形成了CO而发生表面脱碳[11]。图5-6所示为根据热力学计算出的一些常见金属氧化物和CO的自由能变化与温度和压力的关系[7]140。此图表明，在真空条件下碳还原FeO和Cr2O3是很容易实现的，例如：在1000℃条件下，为使FeO还原所需的CO分压只要低于98066Pa就可以了；使Cr2O3还原所需的CO分压也只要低于13Pa。当然，图5-6的曲线是按纯碳计算出来的，实际上碳钢或不锈钢的含碳量只有千分之几或者更少。即使在这种情况下，FeO和Cr2O3还是容易被碳还原的。图5-7所示为不锈钢含碳量与真空加热时间的关系[7]140。真空加热时间越长，不锈钢的脱碳越严重；不锈钢表面氧化皮越厚，脱碳也越多。图5-8所示为用俄歇能谱仪分析经真空加热后不锈钢表面的碳元素分布情况。从图中可以看出，经1000℃真空加热后的不锈钢表面的含碳量明显下降[7]146。
因此真空钎焊时由于氧化物的挥发，碳元素的还原作用，清除了金属表面的氧化物，这种去膜作用不但对碳钢和不锈钢是很有效的，即使对含铝、钛量不是很高的高温合金也起良好的作用[7]151。所以真空钎焊的保护和去膜作用是各种炉中钎焊方法中效果最好的。
图5-7 不锈钢含碳量与真空加热时间的关系 Fig.5-7 Relationship between carbon content of stainless steel and vacuum heating time
注：真空度为2×10-3Pa，加热温度为950℃，上曲线为未氧化的不锈钢，下曲线为氧化过的不锈钢，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ分别表示预先在空气中经650℃、700℃、750℃、800℃和850℃氧化1h的试样。
图5-8 经真空加热后不锈钢表面的碳元素分布情况（剥离速度约为0.17nm/min） 1—800℃ 2—900℃ 3—1000℃ Fig.5-8 Depth profile of carbon content after vacuum heating at 800℃（1）、900℃（2）and 1000℃（3）
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