真空技术基础

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真空技术基础及其应用现状

真空技术基础及其应用现状

VS
此外,真空技术还可以用于材料表面 的改性和处理,以及纳米材料的制备 等方面。例如,在制备高纯度金属薄 膜时,需要在高真空环境下进行蒸发 和溅射;在制备碳纳米管时,也需要 使用真空技术来控制反应条件和提高 产率。
真空技术在其他领域的应用
除了上述领域外,真空技术还广泛应用于航 空航天、汽车、能源、环保等领域。例如, 在航空航天领域中,需要高真空环境来进行 飞行器的气动性能测试和材料表面的处理; 在汽车领域中,需要使用真空技术来进行燃 料喷射和刹车系统的控制。
真空技术基础及其应用现状
日期:
目录 Contents
• 真空技术概述 • 真空技术的原理 • 真空技术的基础设备 • 真空技术的应用现状 • 真空技术的发展趋势和未来展望
01
真空技术概述
真空技术的定义
真空技术是指在低于一个大气压 的条件下,利用物理和化学的方 法获取和应用真空的科学技术。
真空技术涉及的领域广泛,包括 真空获得、真空测量、真空控制 和真空应用等。
新型的真空泵和抽气技术将被开 发出来,以更高效地实现真空环
境的创建和控制。
真空技术的效率提升将有助于降 低能耗和减少环境污染,使其在 可持续发展方面发挥更大的作用

开发新型的真空技术设备
随着真空技术的不断发展,新型 的真空技术设备也将不断涌现。
这些设备将具有更高的性能、更 小的体积和更轻的重量,以满足
机械泵包括旋片泵、滑阀泵等,是最 常见的真空泵类型,具有简单、可靠 、易于维护等优点。
根据工作原理,真空泵可分为机械泵 、分子泵、溅射泵等。
分子泵依靠高速旋转的叶片或磁场来 加速气体分子,使其以较高的速度离 开工作腔,从而实现抽气。
真空容器
真空容器是用于存储真空或特定气体 的容器。

真空技术基础(电阻规 电离规)

真空技术基础(电阻规 电离规)

S=
dV dt
如果测出容器内不同时刻的压强值,并作压强随时间变化的抽气曲线,由此可计算抽速。 定容法测量抽速的实验装置如图 3-4 所示, 一般用体积足够大的被抽容器, 各连接导管 尽量短而粗,所用控制阀的孔径要大,则流阻可忽略不计,且容器内压强近似处处相等, 当抽气 dt 后,被抽出气体体积为 Sdt。因为容器容积未变,故容器内压强降低了 dP。在此 引入 PV 这一气体量,则 dt 时间内被抽出的气体量为 PSdt,容器内因抽气而减少的气体量 为 VdP。显然,这两者应是相等的,故有:
超高真空机组 分子泵 吸附泵,低温泵
超高真空电离计
超高真空
能实现气体放电 能实现气体放电
1019 ~ 1016 10-6 ~ 10-3
1016 ~ 1013 10 -3 ~ 5
1013 ~ 109 5 ~ 104
< 109 > 104
l << d
l »d
l >d
l >> d
同前
14 ~ 30
30 ~ 90
标准大气压 1 标准大气压 (atm) 1 托(Torr) (1 毫米汞柱) 1 帕(pa) (1 牛顿/米 2) 1 工程大气压 9.6784×10
-1
托 760
帕 1.0133×10
5
工程大气压 1.0332
-3
1
1.3158× 10
-3
1
7.5008×10
-3
133.32
1.3595×10
9.8692×10
[
]
即认为在一小段时间 t1 - t 2 间隔内抽速近似不 变,由(3-1)式得

t t
2 1

第三章 真空技术基础与等离子体

第三章 真空技术基础与等离子体
碰撞分子百分数:
f 1-Nd 1-e-dl N0
d: 分子行进距离 若自由程足够大:f≈ d / l
.
真空的获得
• 产生真空的过程——抽气;工具——真空泵
• 单位时间抽出的气体体积——抽气速率
• 真空泵工作足够时间后所达到的最低气压 ——极限真空
• 不同类型的真空泵有特定的工作范围,通常 需要两级联合才能达到高真空以上。从大气 开始的叫“前级泵”,从低气压开始工作的 叫“次级泵”。
•油的蒸汽压应当在常 温下低于10-4 Pa ,而 在工作时尽可能高, 高热稳定性和化学稳 定性
.
•可能有回油污染
涡轮分子泵(分子泵)
•纯机械运动,高速 转子叶片对气体加 压 •抽气速率1000 l /s •无回油污染问题
.
低温吸附泵(低温泵)
•通过20K以下低温 凝聚气体分子 •需前级泵 •具有最高极限真空 度 •无回油污染问题 •工作后需再生处理
.
.
.
氩离子对不同元素的溅射产额
.
.
.
.
.
.
磁控溅射
.
磁控溅射靶
等离子体
磁道 靶 冷却水 磁体
.
.
.
平衡和非平衡磁控溅射的比较
非 平 衡 技 术 提 高 轰 击 工 件 的 离 子 电 流
.
1 fold Mag 1
Mag 2 Ti
Mag 3
N polar S polar
Mag 4 Ti
.
.
.
.
.
.
离子注入
非平衡过程,高固溶度 • 直射性
低热过程
• 处理深度浅
无变形,不改变精度 • 注入元素离子化需专门设备

真空技术基础

真空技术基础

不需要油作为介质,又称为无油泵
1.3 真空的获得-抽真空
极限真空(极限压强Pu)和抽气速率
——是表示真空泵性能的两个重要参数。极限压强是该系 统所能达到的最低压强;抽气速率是在规定压强下单位时间 抽出气体的体积,它决定抽真空所需要的时间。
理论上,一个系统所能达到的真空度:
Q V dP P Pu i S S dt
旋片式机械泵结构示意图和工作原理图
1.3 真空的获得-抽真空
玻-马洛特定律
V P P0 1 V V n次循环后
V Pn P0 V V
n
P0 V lg mt lg 1 Pi V Kt
lgP0/Pi
Pn达到极限值?
体分子的扩散系数;v油蒸气在喷口处的速度 扩散泵的实际抽速:
S (3 ~ 4)d
2
d是进气口直径
泵油要求:
化学稳定性好(无毒、无腐蚀) 热稳定性好(高温不分解) 抗氧化 较低的饱和蒸气压(小于等于10-4Pa)
工作时应有尽可能高的蒸气压
无任何阻挡的话,返油率高达10-3mg/cm2· s
1.3 真空的获得-抽真空
赫兹-克努曾公式
va 8k T 8 RT m M

P 2mk T
温度一定时, P
稀薄气体的基本性质
示例
气体分子密度
P n 7.2 10 (m-3 ) T
22
标准状态: P = 105Pa,n = 2.461019分子/cm3
P = 1.3 10-8Pa,n = 3.24105分子/cm3
1 1 nva 3.24 10 5 8.5 10 4 6.9 10 9 分子 / cm2 s 4 4

第一章 真空技术基础

第一章 真空技术基础

几个基本概念:
• 真空:气体分子数量低于大气压状态的空间。但不是完全空 的。 • 真空术语: 本底真空度:全密封真空腔体内抽空时的气压。 工作真空度:实验或工艺过程中所必需的气体压力。 极限真空度:没有漏气和内壁脱气条件下,真空泵所能达 到的最低气压。 真空规:测量真空中气压的仪表或传感器。 真空度单位:气压的单位。 真空度就是真空中的气压。真空度的测量就是气压的测量。
1mba 100 1atm
1.013×105 760
二、真空区域的划分
1105 ~ 1102 Pa
粗真空
低真空 高真空 超高真空
1102 ~ 1101 Pa
粘滞流
1101 ~ 1106 Pa
110 Pa
11010 Pa
6
粘滞流
分子流
极高真空
分子流
三、固体对气体的吸附及气体的脱附
• 缺点:泵内油蒸汽的回流会直接造成真空 系统的污染。 • 应用领域:真空镀膜、真空炉、电子、化 工、航空、航天、冶金、材料、生物医药 、原子能、宇宙探测等领域。
思考:
1. 扩散泵能否单独使用,即从大气开始抽真空?为什么? 2. 如果使用扩散泵时,忘记开冷却水,结果会怎样?
附:钛升华泵
加热钛靶蒸发生成钛膜,并与气体发生反应 工作范围 10-8-10-11 Torr 价格便宜,可靠
油扩散泵的结构如示意图
• 泵的底部—是装有真空泵油的蒸发器,真空泵油经电 炉加热沸腾后,产生一定的油蒸汽,蒸汽沿着蒸汽导 流管传输到上部,经由三级伞形喷口向下喷出。喷口 外面的压强较油蒸汽压低,于是便形成一股向出口方 向运动的高速蒸汽流,使之具有很好的运载气体分子 的能力。油分子与气体分子碰撞,由于油分子的分子 量大,碰撞的结果是油分子把动量交给气体分子自己 慢下来,而气体分子获得向下运动的动量后便迅速往 下飞去.并且,在射流的界面内,气体分子不可能长 期滞留,因而界面内气体分子浓度较小.由于这个浓 度差,使被抽气体分得以源源不断地扩散进入蒸汽流 而被逐级带至出口,并被前级泵抽走.慢下来的蒸汽 流在向下运动的过程中碰到水冷的泵壁,油分子就被 冷凝下来,沿着泵壁流回蒸发器继续循环使用.冷阱 的作用是减少油蒸汽分子进入被抽容器。

真空技术基础知识

真空技术基础知识

真空技术基础知识前言1. 真空“真空”来源于拉丁语“Vacuum ”,原意为“虚无”,但绝对真空不可达到,也不存在。

只能无限的逼近。

即使达到10-14—10-16托的极高真空,单位体积内还有330—33个分子。

在真空技术中,“真空”泛指低于该地区大气压的状态,也就是同正常的大气比,是较为稀薄的气体状态。

真空是相对概念,在“真空”下,由于气体稀薄,即单位体积内的分子数目较少,故分子之间或分子与其它质点(如电子、离子)之间的碰撞就不那么频繁,分子在一定时间内碰撞表面(例如器壁)的次数亦相对减少。

这就是“真空”最主要的特点。

利用这种特点可以研究常压不能研究的物质性质。

如热电子发射、基本粒子作用等。

2. 真空的测量单位一、用压强做测量单位真空度是对气体稀薄程度的一种客观量度,作为这种量度,最直接的物理量应该是单位体积中的分子数。

但是由于分子数很难直接测量,因而历来真空度的高低通常都用气体的压强来表示。

气体的压强越低,就表示真空度越高,反之亦然。

根据气体对表面的碰撞而定义的气体的压强是表面单位面积上碰撞气体分子动量的垂直分量的时间变化率。

因此,气体作用在真空容器表面上的压强定义为单位面积上的作用力。

压强的单位有相关单位制和非相关单位制。

相关单位制的各种压强单位均根据压强的定义确定。

非相关单位制的压强单位是用液注的高度来量度。

下面介绍几种常用的压强单位。

【标准大气压】(atm )1标准大气压=101325帕【托】(Torr )1托=1/760标准大气压【微巴】(μba )1μba=1达因/厘米2【帕斯卡】(Pa )国际单位制1帕斯卡=1牛顿/m2【工程大气压】(at )1工程大气压=1公斤力/厘米2二、用真空度百分数来测量%100760760%⨯-=P δ 式中P 的单位为托,δ为真空度百分数。

此式适用于压强高于一托时。

3. 真空区域划分有了度量真空的单位,就可以对真空度的高低程度作出定量表述。

此外,为实用上便利起见,人们还根据气体空间的物理特性、常用真空泵和真空规的有效使用范围以及真空技术应用特点这三方面的差异,定性地粗划为几个区段。

真空技术基础

真空技术基础

表面清洗的基本方法
溶 剂 清 洗
1)软化水或纯水 离子杂质:如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Al3+、Zn2+、 Cu2+、Ni2+、Mn2+、H+、NH4+、SO4+、Cl-、NO3-、 HCO3-、CO3-、PO43-、OH一、SiO32-等。阳离子和 阴离子结合为可溶性盐类存在于水中
MR3
ECR CA T/C C/C CP1 IBE
GV302
Ar
IG3 DG3 PS3
S/CTΒιβλιοθήκη P3 DP1 RP3真空获得
水环泵、旋片泵、水喷射泵、螺杆泵、爪式泵、罗茨泵、分子 泵、扩散泵、低温泵、吸附泵 1)低真空阶段以机械泵为主(旋转、气体压缩) 2)中真空、高真空、超高真空阶段以扩散泵、分子泵、低温 泵为主 基本概念: 主泵、粗抽泵、前级泵、粗真空泵、高真空泵、超高真空泵和 增压泵 工作压力和极限压力
气体放电
V K A R +
I
气体放电管
1200 1000
Townsend放电 异常放电
v(V)
800 600 400 200 0 1E-21
正常放电
弧光放电
1E-17
1E-13
1E-09
2
1E-05
1E-01
I(A/cm )
伏安特性
阴极溅射原理图
靶材的刻蚀图
一种新型刻蚀均匀磁控溅射源
离子镀原理图
(4)汽油 汽油有较强的溶解性,能溶除油污、油漆等有机杂质。特 别是航空汽油,无毒性,去污能力强,是清洗常用有机溶剂。
(5)松节油
松节油与乙醚、乙醇、氯仿等有机溶剂互溶,是一种无毒 溶剂。对有机杂质有较好的溶解能力,能溶解油类、脂肪、蜡

真空技术基础知识

真空技术基础知识

真空技术基础知识⼀真空的概念物理学上将真空定义为:⼀个空间不含有任何物质的状态(或称之为绝对真空);然⽽事实上这种状态⽆法⼆真空范围从技术⾓度讲已经可以达到10-14的数量级,但实际应⽤中使⽤范围较⼩.三真空的表⽰⽅法1)绝对值表⽰法真空度以相对于绝对0度的数值表⽰.绝对0度(即0 bar)是最低真空度,相当于100%真空.在这⼀真空范围特点:真空值采⽤正值真空范围1-0bar2)相对值表⽰法真空值以相对于环境压⼒的⽐例值表⽰,前⾯标以负号,因此此真空值环境压⼒(即⼤⽓压⼒)北视为特点:真空值采⽤负号真空范围0-1;3)百分⽐表⽰法⽤绝对⼤⽓压压⼒值与海平⾯⼤⽓压压⼒值的⽐值表⽰;百分⽐相对值绝对值0%1,013mbar(海平⾯⼤⽓压)压⼒表压⼒表恒温下,所含分⼦微粒少,压⼒⼩,真空度越⾼恒温下,所含分⼦微粒多,压⼒⾼,真空度越低105102GV(低真空)FV(中等真空)10-1HV(⾼真空)10-5UHV(超⾼真空)10-14应⽤于抓取技术的真空范围;真空技术基础知识50%507mbar80%202mbar 100%0 mbar 四真空度测量单位官⽅单位:帕斯卡(Pa)其他单位:bar、mbar、%等单位换算:1bar=1000mbar100Pa=1hPa1hPa=1mbar1托(Torr)=1毫⽶汞柱(mmHg)=133.329帕(Pa) 1mbar=0.001bar1Pa =1N/m21物理⼤⽓压=1标准⼤⽓压(atm)普适定理海平⾯的⼤⽓压⼒约为1,013mbar海拔⾼度达到2,000m时,⼤⽓压⼒降低为763mbar,⼤约每100m降低1%到达海拔5,500m时,压⼒仅为海平⾯的50%;在珠穆朗玛峰(海拔8,848m),⼤⽓压仅为330mbar当海拔达到16,000m时,⼤⽓压⼒约为90mbar,⽽在30,000与50,000的海拔⾼度,⼤⽓压⼒分真空发⽣器产⽣真空原理⽂丘⾥原理进⽓⼝/⽂丘⾥喷嘴真空/吸盘连接⼝排⽓⼝/接收器喷嘴真空技术常⽤图⽰符号1⼯程⼤⽓压=1千克⼒/厘⽶2(kgf/cm2)1MPa=1x106Pa 1mbar=1000µbar=1000dyn/cm2( 达因/厘⽶2)-811 mbarPU R 321123-1,013mbar1、真空发⽣器2、真空压⼒表3、过滤器4、单向阀5、储⽓罐7、节流阀8、消声器基本真空回路图真空安全阀(ISV)⼀、应⽤范围⽤于多个吸盘并⾏安装的情况,如果⼀个或⼏个吸盘没有与物体完全接触,则整个真空不会消失⼆、功能图1、真空发⽣器2、分配器3、真空安全阀4、吸盘1121223三、⼯作原理4这种状态⽆法实现.因此通常当某⼀空间内的空⽓压⼒低于其外部⼤⽓压⼒或是空间内空⽓分⼦颗粒这⼀真空范围内1 bar为最⼤值,代表⼤⽓压⼒.压⼒)北视为0值参考点。

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极限真空Pu(Pa):真空系统所能达到的最高真空,决定镀 膜的质量; 抽气速率S(L/S):规定压强下单位时间所抽出的气体的体 积,决定抽真空需要的时间。 真空系统所能达到的真空度由方程决定:
Q V dPi P Pu S S dt
式中,Pi为被抽空间气体的分压强,Q为真空室的各种放 气源的气体流量,V为真空室的体积,t为时间。
39
吸气 吸气
吸气截止
压缩
排气
40
41
42
对机械泵油的基本要求:������ 1.饱和蒸汽压低。不容易挥发。������ 2.有一定的润滑性和粘度。润滑和油封性能好。 3.稳定性高。耐高温,不易氧化变质。 4. 定期检查油面,补充泵油。
43
空气中水蒸汽的处理
气镇阀
44
1.3.2 油扩散泵
麦克斯韦速度分布曲线
16
用麦克斯韦速度分布函数求平均值 平均速度

va
0
v vf (v)dv
0
m 4 2kT
8kT m
3/ 2
2 mv 3 v exp 2kT dv
va v
17
方均根速度
vr
v
2
式中1/π是由于归一化条件,即位于2π立体角中的几率为1而出现 的。
27
余弦散射律的意义:
固体表面会将分子原有的方向性彻底消除,均满足余弦 定律;散射的本质是一个再发射过程,分子在固体表面要停 留一定时间,使之与固体进行能量交换。
28
作业:


试举出工业上利用真空技术的5个例子。 试从荧光灯的发光原理出发,解释荧光 灯管为什么要抽真空? 估算标准状态下空气分子的平均自由程。 (空气分子的平均直径等相关参数请 查阅有关文献。)
式中,n为气体分子密度,
为分子拦截面积,d为分子直径。

22
气体种类和温度一定时,平均自由程与压强的乘积为常数。
23
Va 1 v nV a 4
1.2.3碰撞次数与余弦散射律 单位时间内,在单位面积的容器壁上发生碰撞的气 体分子数称为入射频率。由赫兹-克努曾公式求出:
V 为平均速度。 N为气体分子密度,
33
Pu和S由真空泵的性能、各种泵型的合理选配及真空 室、管道的最佳布局决定,Q与真空系统的结构材料、加 工工艺及操作程序有关。 没有一种泵能直接从大气直接抽到超高真空,因此 经常需要几种泵组合使用。工业上常见的真空泵组合为:
1.机械泵+扩散泵 油扩散泵价格低廉,极限真空可达到10-3-10-6Pa, 可以 满足大部分的中、高真空系统的需要。为有油系统,需 定期维护。 2. 机械泵+涡轮分子泵 分子泵也是一种精密的机械泵,为无油系统,造价高, 免维护。多用于高级工业系统及实验系统。 3. 其它组合 吸附泵+溅射离子泵+钛升华泵。。。 34 不常见。

0
3kT v f v dv m
2
3kT vr v m
2
18
最可几速度Vp
df (v) dv
v v p
0
vp
2kT m
2 RT Mm
19
三种速度的比较
2kT vp m
v
8kT πm
3kT v m
2
v p : v : v 2 1 : 1.128: 1.224
56
57
1.4.2 电离规
58
电离规的测量范围
59
电离规实物及工作原理图
60
复合真空计(高低真空测量)
61
补充内容 1: 真空的简易测量方法
对于密闭透明的光电器 件,可能通过电火花辉 光的颜色来判断真空度 的大小。 随着真空度增加,电火 花颜色从紫色,变为粉 红色,再慢慢变 淡,。。。。,再变为 完全消失。
2
②就真空使用者的目的而论,只要该空间的气体可以忽略 不计,就可以认为是真空了。该定义只是定性的描述。 ������ 对于导弹来说,在高于大气的空间飞行没有问题, 因此可以把高于大气的空间看成真空;������ 对于彩电的显像管,为了保证电子的运动,10-2Pa即 可;������ 对于表面分析,10-8 Pa才能进行研究。
主要真空泵的排气原理与工作范围
35
几种真空泵的抽速比较
36
1.3.1油封机械泵
最基本的从大气开 始工作的真空泵。原理 类似于从水槽中一杯一 杯舀水,但不同的是真 空泵的工作对象是空气, 所以在排气时,不能使 真空室外的气体进入, 所以需要用油来密封, 同时又起润滑作用。
37
三种油封机械泵
38
挡板和冷阱
51
1.3.3涡轮分子泵与罗茨泵
工作原理: 类似于精密的电风扇,靠高速旋转的叶片对气体分子施 加作用力,并使气体分子向特定方向运动而实现高真空。
52
涡轮分子泵对加工和装配精度要求极高, 目前已实现国产化,价格比较昂贵。一般 用于高级工业系统和小型实验室系统。 无油,长期免维护。
叶片的高速运动是靠高速旋 转获得的。叶片周边的线速 度一般为200~300m/s,即 720~1080km/h,与波音飞 机的飞行速度相当。叶片装 有多级,例如30级叶片,转 动叶片与固定叶片交错布置, 如前页图。上一级叶片传送 过来的气体分子又会受到下 一级叶片的作用,继续被压 缩到更下一级,因此对一般 的气体分子,压缩比很高 (氮气可达到109)。但对 于原子质量小的气体(氢 气),压缩比仅为103。压 缩比——泵的出口压力与入 口压力之比。适用于 53 1~10-8Pa的真空区间。
62
补充内容2:循环冷水机
1.冷却水循环使用, 防止浪费。? 2. 水温更低,冷却 效果更好。 3.采用纯净水,防止 自来水水垢阻塞管 道。
63
补充内容3:真空镀膜系统的操作步骤
手动放气阀 热偶规
真空镀膜需严格按照操 作规程进行操作。 操作失误会导致严重的 设备损坏。 常见的操作事故有: 1. 扩散泵油氧化,炭化 失效,导致高真空抽 不上来。 2. 机械泵油返油,倒灌。 3. 扩散泵油污染真空室。
20
f ( v)
T1 300K T2 1200K
f ( v)
O2 H2
o
v p1 v p 2
v
o
vp 0 vpH
v
N2 分子在不同温 度下的速率分布
同一温度下不同 气体的速率分布
21
1.2.2 平均自由程
气体分子处于不规则的热运动状 态,除了与容器发生碰撞外,分 子之间还经常发生碰撞。在两次 碰撞之间,气体分子可看成匀速 运动,所走过的路程为自由程。 自由程的分布具有统计性,其统 计平均值为平均自由程。
a
薄膜生长的微观过程
24
几种真空概念之间的关系
25
26
气体分子从固体表面的反射
克努曾研究低压气体流动规律,证明余弦散射定律成立。 碰撞于固体表面的分子,它们飞离表面的方向与原入射方向无关, 并按与表面法线方向成θ角的余弦进行分布。 一个分子离开表面时,处于立体角dω(与表面法线成θ角) 中的几率为:
3
真空干燥
白炽灯
保温瓶内胆
真空包装
拔火罐
4
③指定空间内,低于一个大气压的气体状态(科学概念) 用气压表示空气的稀密程度。
什么是气压? 容器里飞来飞去的气体分子一直在频繁地撞击容器壁,其趋 势是向外推挤容器壁。单个分子碰在器壁上产生的力自然是 微不足道的,然而同时碰在器壁上的分子数目非常巨大,合 起来就是很大的力,这种推力就是气压。 气压的性质是,当温度和体积不变时,容器中的空气越稀薄, 也就是说容器中气体分子的数越少,气压越低。在自然环境 中,海拔越高的地方,气压越低。也就是说,越往高空(外 太空)去,便越接近“完全空”的真空。 太空宇宙并非绝对的真空,气体特别稀薄,以等离子 5 体的形式存在。
真空的单位
气压单位——Torr,mmHg,pa,atm,bar, mbar 1958年,Torr(托)代替mmHg,二者基本相等。 1971年,国际计量会议确定Pa(帕斯卡)为国际单位。 1 Pa=1 N/m2=7.5×10-3 Torr, 1 Torr=133.32 Pa 1 atm=760 Torr 1 bar=105 Pa。 在标准文献上,Pa真空气压的主要单位。但工业上仍然 有时延用其它单位。
第一章 真空技术基础
1.1 1.2 1.3 1.4 真空的基本知识 稀薄气体的基本性质 真空的获得 真空的测量
1
1.1真空的基本知识
1.1.1真空的定义及单位
①什么也不存在的空间(17世纪) 真空就是没有空气的空间。真空包装袋、暖水瓶瓶胆、 电灯泡等——真空产品。 这些真空用品并非完全空,只是“空气及其稀薄的空 间”。
64
切换阀
电离规 主阀 挡油板 扩散泵 冷却水 缓冲器 加热器 (储气瓶)
29
30
1.3 真空的获得
真空系统包括:真空容器(真空室)、真空泵、真空 计(压力表)及必要的管道、阀门等其他附属设备。任何 真空系统不可能达到绝对真空,即P=0。
1.气阀 2.低真空计 3.高真空计 6. 次级泵(抽高真空) 15. 前级泵(抽低真空)
31
前级泵
真空室 次级泵
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真空设备的两个主要衡量指标:
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1.2 稀薄气体的性质

真空下,气体呈稀薄状态。稀薄气体最 接近理想气体,可以采用热力学方程进 行描述。
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1.2.1气体分子的速度分布 气体分子无规则运动及 它们之间频繁地相互碰撞; 分子以各种大小不同的速率 随机地向各个方向运动; 在 频繁的碰撞过程中,分子间 不断交换动量和能量,使每 一分子的速度不断变化。 处于平衡态的气体,虽 然每个分子在每一瞬时的速 度大小、方向都在随机地变 化着,但是大多数分子之间 存在一种统计相关性。
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