真空技术的发展与展望

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真空科学中的技术研究与应用

真空科学中的技术研究与应用

真空科学中的技术研究与应用随着科技的不断创新,人类对真空科学的研究越来越深入。

无论在工业生产、环境保护还是医疗卫生等领域,真空科技都有着不可替代的作用。

在这篇文章中,我们将探讨真空科学中的技术研究和应用,以及其对人类社会的贡献。

一、真空技术的基础真空技术是指将气体压力降至接近于零的技术。

真空技术的发展起步于17世纪,当时的科学家们开始研究气体的性质,试图将气体容器中的气体排空,以此来探测极低压强下气体的性质。

随着技术的不断提升,真空技术已经成为一门复杂的工程技术,包括真空产生、测量、控制以及与其他技术的结合等方面。

二、真空科技的应用1. 工业生产真空技术在工业生产中发挥着极为重要的作用。

例如,真空炉是一种在高温下真空中加热物质的设备,在金属、陶瓷、电子、塑料制品、化学品等工业领域中都有广泛应用。

真空技术还能用于材料表面处理、真空包装等。

真空技术的应用不仅提高了生产效率,节约了能源,还改善了产品的品质和性能。

2. 医疗卫生领域在医疗卫生领域,真空科技也大有用处。

例如,真空负压治疗是一种通过负压作用加速伤口愈合的方法,对于疑难杂症如糖尿病足溃疡、创面感染等具有很好的疗效。

此外,真空技术还可用于口腔医疗、血液采集等领域,为医疗卫生行业提供了创新的工具和解决方案。

3. 环境保护真空技术在环境保护中也起着关键作用。

例如,真空污水处理技术可以有效去除污水中的污染物,在保护环境的同时,改善水资源利用效率。

此外,真空技术还可用于废气处理、污水处理等方面。

4. 空间科学真空科学在空间探测领域中也有着广泛的应用。

例如,太阳帆是一种基于太阳能驱动的太空探测器,其利用真空中的光压产生微弱的推力,从而实现太空移动。

此外,在卫星运行和空间探测过程中,真空科技也是不可或缺的。

三、真空科学中的未来发展随着科技的进步,真空科学将会有着更为广泛的应用。

例如,真空电子技术已经成为了一种重要的电子器件,其应用将会覆盖更多的领域。

随着人类进一步探索深空和外太空,真空科学也将发挥着更为重要的作用。

真空科学技术的进展与发展

真空科学技术的进展与发展

真空科学技术的进展与发展随着科技的发展和人们对自然的不断探索,真空科学技术的应用范围也越来越广泛。

从最初的工业生产、航空航天到现在的高新技术领域,真空技术已经成为人类生活中不可或缺的一部分。

本文将从真空科学技术的历史发展、现代应用及未来趋势三个方面,深入探讨真空科学技术的发展与进展。

一、历史发展真空技术的起源可以追溯到公元前四百左右,古希腊学者阿基米德最早提出了真空的概念。

但是人们真正开始研究和探究真空是从17世纪开始的。

当时,研究者通过用水银做成气压计,在实验观察中得到了第一个真空状态。

到19世纪,真空科学开始发展起来,产生了“热阴极电子发射”和“游离气体的电离”等重要发现,为真空技术的应用做出了重要贡献。

而到了20世纪,真空技术迎来了大规模发展的时期。

真空技术不断深化和发展,成为现代科技的基础之一。

二、现代应用真空技术如今的应用范围非常广泛,不仅在科技领域中有广泛的应用,而且在生活中也有着重要地位。

在高技术领域中,真空技术被用于半导体,微电子,光纤通信,激光设备和化学等领域中,维持设备工作的高度真空环境。

除此之外,在旅行、医疗、食品保鲜、矿产开采、制造等行业,真空技术也有广泛的应用。

在航空航天领域,真空技术是每一次载人或无人任务成功的关键。

载人航天飞行器、燃料推进系统,以及保护空间岩石样本最早都是在真空环境下研究的。

在无人探测器上,真空技术的应用也是建立在电子设备和仪器工作的高度稳定中的。

真空技术的应用也不止于高科技领域中。

真空包装已经成为了食品保存的主要手段之一。

通过将食品包装在真空状态下,可以有效地延长食品的保质期,降低细菌繁殖的可能性,减少食品变质的可能。

另外,真空技术在地下矿井和海底油气开采中也有广泛的应用。

通过使用泵组和真空技术,矿井中的坑水可以被抽出,从而让人们进入地下挖掘。

在海底油气开采中,通过真空技术,可以将石油内的杂质和水分排出。

三、未来趋势随着技术的不断发展,真空技术的应用范围也在不断扩大。

真空科学技术及其应用

真空科学技术及其应用

真空科学技术及其应用随着现代科学的发展,真空科学技术在各个领域的应用越来越广泛。

真空技术是一种控制实验环境的技术,其优点在于能够隔绝外部环境干扰,同时使实验环境更加稳定。

一、真空科学技术的基础真空是介于气体和没有气体之间的一种状态。

常常被定义成压强小于大气压的气体状态。

真空科学技术的基础就是对真空本质的研究和认识,主要通过一个靠谱科学来实现。

真空技术的精髓在于能够将容器内部的气体或其他杂质的压力降低到极低的水平,以达到控制实验环境的目的。

二、真空技术的应用1.半导体制造半导体制造是真空技术应用最广泛的领域。

以电子元器件为例,由于电子元件的构成要求非常精确,平坦度、光滑度、纯洁性必须严格控制,任何杂质都可能对其产生不利的影响。

通过真空技术,可以清除制品表面的所有污染物质,使器件得以更加纯净的形成,从而提高了器件的性能。

2.航空航天在航空航天领域,真空技术同样也起到了重要作用。

空间探索器或卫星必须从地球的大气层中发射,这就要求在发射前必须将载体的内部置于一种非常高度真空的状态下。

这能够使之间减少空气的阻力,提高发射时的效率。

3.能源科技在能源科技领域,真空科技同样也得到了应用。

太阳能电池等太阳能技术,钻井和石油开采,以及燃烧工艺的改进等,都是依赖于真空技术来提高效率的。

4.医疗保健随着人们对医疗保健的需求不断增加,真空技术在医疗领域也开始得到广泛应用。

例如,真空技术可以用来制造心脏起搏器,通过真空环境可以将细菌和其他可能影响设备性能的杂质清除,从而提高设备的效果。

三、真空技术的进一步发展未来,真空技术还有很大的发展潜力和空间。

比如,随着太空探索的不断升级,将产生更多的需求和应用场景,在太空中的制造、装配机器人等领域应用都可以采用真空技术;还有,目前出现了一些新型的真空泵,比如电离泵、螺杆泵、旋转泵等等。

这些新型的真空泵,为真空技术的应用提出了更加明显的挑战和需求,有望推动真空技术的进一步发展。

总结:真空科学技术的应用范围非常广泛。

真空行业前景

真空行业前景

真空行业前景真空技术是现代工业制造领域的重要组成部分,它在航空航天、电子、化工、医药、冶金等诸多领域发挥着重要的作用。

随着科学技术的不断发展,真空行业的前景也越来越广阔。

以下是我对真空行业前景的一些分析。

首先,随着新能源和节能环保的推广,真空技术在太阳能光伏发电、风能、氢能等领域的应用越来越广泛。

在太阳能光伏发电中,真空技术可以用于光伏组件的封装和保护,提高光伏电池的寿命和效率;在风能领域,真空技术可以用于轴承的真空润滑,减少摩擦损耗,提高发电效率;在氢能领域,真空技术可以用于氢气的储存和输送,解决氢气泄漏和安全性问题。

其次,随着信息技术的飞速发展,电子产业也对真空技术的需求越来越大。

在半导体制造过程中,真空技术可以用于集成电路的制造、薄膜和纳米材料的沉积和刻蚀,以及半导体设备的封装和测试。

随着5G、人工智能、物联网等新兴技术的兴起,对高性能、高密度、高稳定性的电子元器件的需求也将不断增加,这都离不开真空技术的支持。

第三,生物医药领域也是真空技术的重要应用领域之一。

在药品的生产和包装过程中,真空技术可以保持药品的纯度和有效性;在生物实验和检测过程中,真空技术可以用于分离和检测样品中的微弱气体和细微颗粒;在医疗设备中,真空技术可以用于人工呼吸机、血液透析机、医疗冷藏柜等设备中,提供准确的气体供给和控制。

最后,冶金行业也是真空技术的重要应用领域之一。

在冶金过程中,真空技术可以用于冶炼高纯度金属、合金和特殊材料;在铸造过程中,真空技术可以用于去除金属中的气体和杂质,提高产品质量;在热处理过程中,真空技术可以用于减少金属的氧化和脆化,提高金属的强度和硬度。

总的来说,真空行业前景广阔,涉及的领域广泛。

随着科学技术的不断进步和工业制造的不断发展,对真空技术的需求将越来越大,同时也将面临更多的挑战,如技术创新、节能环保和安全性等方面的问题。

但是,相信在行业专家和科研人员的共同努力下,真空技术一定能够继续取得重大突破,为科学研究和工业发展做出更大的贡献。

真空技术的发展和应用

真空技术的发展和应用

真空技术的发展和应用随着科技的不断进步,真空技术的发展也日益成熟。

在生产制造、医疗卫生、科学研究等领域,真空技术都有了广泛的应用。

让我们来探讨一下真空技术的发展和应用。

一、真空技术的发展真空技术最初是为满足电子器件的制造需求而发展起来的。

1880年代,电子技术的发展促进了真空技术的发展。

1906年,美国的Crockcroft和Walton开发出了电子加速器,使得真空技术得到了长足的发展。

此后,真空技术的应用范围逐渐扩大。

20世纪20年代,真空技术得到了大规模应用。

战争的爆发也促进了真空技术的发展。

在第二次世界大战中,真空技术的应用范围大大扩展。

比如在轰炸机的制造中,真空技术被广泛应用。

到了20世纪60年代,真空技术已经逐渐成熟起来,被广泛应用于电子工业、化工、冶金、航天等领域。

二、真空技术的应用1、半导体工业在半导体工业中,真空技术是至关重要的一环。

半导体工艺一般都是在高真空的条件下进行的。

通过真空技术,可以实现对半导体芯片整个生产过程的控制,也可以通过一些技术手段来提高生产效率。

半导体工业是目前最常用的真空技术应用之一。

2、航天科技在航天科技领域,真空技术也有着非常重要的应用。

航天器在太空环境中运行,必须保持适应性的压力,不然就很容易受到不同的影响而出现故障,甚至失去性能。

一个良好的真空环境可以将环境物理特性完全地呈现给科学家,开展更加精细的科研工作。

3、医疗卫生真空技术在医疗卫生领域中的应用也非常广泛。

比如手术过程中用的止血袋,在使用前需要使用真空技术将空气抽出。

这样,可以有效的进行血液止血,并降低感染风险。

另外,美国的先进半導體材料產商Process Oriented Logistics Solutions(POL)公司開發出了一种基于真空技术的医疗救援胸甲,这种胸甲能够通过改变内部的气压来实现对病人的心肺复苏。

4、制造在制造领域中,真空技术也有着非常广泛的应用。

比如焊接、靶材制备和冶金工艺等。

真空技术概述

真空技术概述

真空技术概述真空技术是一门研究和应用真空环境的学科,广泛应用于多个领域,如电子工业、光学仪器、材料科学等。

本文将对真空技术的概述进行详细介绍。

1. 真空的定义和特性真空是指在一定空间范围内,无气体或气体的压强极低,几乎接近于零的状态。

真空的特性包括:气体稀薄、无传热介质、无氧化作用、无声传播等。

2. 真空技术的应用领域真空技术广泛应用于以下领域:2.1 电子工业:真空技术在电子器件制造、显示屏制造等方面发挥着重要作用,可以提供纯净的工作环境。

2.2 光学仪器:真空技术可以消除气体折射和散射对光学仪器性能的影响,提高仪器的测量精度。

2.3 材料科学:利用真空技术可以对材料进行表面处理、薄膜沉积、材料热处理等,提高材料的性能。

2.4 航天科学:在航天器和航天模拟实验中,真空技术被广泛应用于模拟外太空真空环境。

2.5 化学工业:真空技术可以用于化学反应的环境控制,提高反应效率。

3. 真空技术的基本原理和设备3.1 真空泵:真空泵是真空技术中常用的设备之一,包括机械泵、旋片泵、根引泵等,可以抽取容器内的气体,形成真空环境。

3.2 真空度测量:为了控制和监测真空环境的质量,需要使用真空度测量设备,如电离真空规、热电离真空规等。

3.3 真空密封:在真空技术中,需要使用各种真空密封件,如橡胶密封圈、金属密封等,以保证系统的密封性能。

3.4 真空系统设计:真空技术的应用需要进行系统设计,包括真空容器的结构设计、泵的选型和布局等。

4. 真空技术的发展趋势随着科学技术的不断进步,真空技术也在不断发展演进,呈现以下趋势:4.1 高真空技术:在一些特殊领域,如核聚变、粒子加速器等,需要更高真空度的环境,对高真空技术的需求也越来越大。

4.2 低温真空技术:低温真空环境对于一些特殊材料和器件的研究具有重要意义,因此低温真空技术也成为研究热点。

4.3 微型化和集成化:随着微纳加工技术的发展,将真空技术应用于微型化和集成化器件制造中,可以提高器件性能和可靠性。

机械设计中的真空技术与应用

机械设计中的真空技术与应用

机械设计中的真空技术与应用在机械设计中,真空技术是一种应用广泛且重要的技术手段。

它通过降低系统压强,去除气体分子,创造出低压或无压环境,为机械系统的设计和应用提供了一系列优势。

本文将探讨机械设计中真空技术的原理、应用和发展趋势等方面内容。

一、真空技术的原理真空技术的原理基于气体分子在低压环境下的行为。

在高压环境下,气体分子相互碰撞频繁,形成较高的气压。

而在真空状态下,气体分子的密度较低,分子之间的相互碰撞次数减少,气压大幅下降。

实现真空状态有多种方法,其中常用的是机械泵和吸气泵。

机械泵通过排气装置抽出气体,将系统内的气压降低至较低的水平。

吸气泵则通过吸收气体分子,实现真空状态。

另外,还有分子泵、离子泵等高级真空技术可在更高压范围内实现真空状态。

二、真空技术在机械设计中的应用1.气体隔离真空技术可用于机械系统中的气体隔离。

在特定应用场景中,需要隔离氧气、水蒸气等气体,以防止对机械系统的腐蚀或损坏。

通过创建真空环境,可有效隔离有害气体对机械系统的影响。

2.气体传输真空技术可用于气体传输系统。

例如,在半导体制造中,需要将特定气体输送到目标位置,以进行化学反应或材料处理。

通过控制气体压强和流量,真空技术可以精确地控制气体输送的速度和稳定性。

3.材料表面处理真空技术可以应用于机械系统的材料表面处理,如薄膜沉积、离子注入、真空干燥等。

在薄膜沉积过程中,通过在真空环境下控制材料表面的化学反应,可以在材料表面形成均匀而致密的薄膜。

这种薄膜具有较好的附着力和保护性能,在电子器件制造、光学涂层等领域具有广泛的应用。

4.真空包装真空技术可以用于机械系统的产品包装中。

通过封闭包装容器,去除容器内的空气,创造出低气压环境。

此种包装可以延长食品、药品等产品的保鲜期,并防止细菌、霉菌的生长和氧化反应的发生。

三、真空技术的发展趋势随着科学技术的发展,真空技术在机械设计领域有着广阔的发展前景。

以下是真空技术发展中的一些趋势:1.高真空技术的提高随着对更高真空度要求的提升,人们对高真空技术的研究和应用将更加深入。

真空技术在研究中的应用与发展

真空技术在研究中的应用与发展

真空技术在研究中的应用与发展真空技术被广泛地应用于各个领域中,包括医疗、电子、工业、环保和航空航天等。

在物质结构研究、材料制备和化学反应等方面,真空技术的应用也尤为重要。

在过去的几十年里,真空技术在研究中的应用经历了很大的发展和进步。

本文将介绍真空技术在研究中的应用与发展。

一、真空技术的基本概念真空技术是指通过机械泵、分子泵、离子泵等设备对容器中的气体进行抽取,使容器中的气压降低至一定的值,使得气体分子数量极少或基本没有的一种技术。

真空技术可分为低真空、高真空和超高真空。

低真空是指气压在10~1000Pa之间,实验室普遍使用的泵类包括旋转式机械泵和根式泵;高真空是指气压介于10^-4~10^-7Pa之间,通常采用离子泵和分子泵;超高真空则是指气压在10^-7~10^-12Pa之间,通常采用分子束红外拉曼光谱仪和场发射电子显微镜。

二、真空技术在物质结构研究中的应用在物质结构研究中,真空技术可以通过控制环境气压和溶液中氧化物的浓度,使得样品表面保持干燥和稳定状态,从而获得更加准确的数据。

此外,真空仪器还可以用于制造和检测薄膜材料,例如用溅射法制成的电子元器件中的引线和接触面等。

三、化学反应中的真空技术应用在化学反应中,真空技术可以通过控制气压改变反应介质环境,以及有效地去除反应物中的气体,从而促进反应的进行。

例如,在合成金属卡宾化合物的反应中,反应物都是气态的,因此只有将容器抽空,才能加速反应。

在聚合物材料制备过程中,目的是为了减少氣體阻滯,促进乳液稳定性從而实现反应。

四、真空技术在材料制备中的应用在材料制备过程中,真空技术可以在制造材料时对材料进行热处理和沉积,从而增强材料的性能。

例如,通过真空蒸发和其他热处理方法,可以制造出高性能的硼化钨和钨化铌合金。

此外,真空沉积和溅射也可以用于生产薄膜材料,例如在半导体制造厂中生产效果出色的晶体管。

五、未来的真空技术发展和趋势未来真空技术的发展和趋势主要集中在以下几个方面:首先,利用可控气体压力和温度对材料进行控制性制备;其次,利用吸附分子、孔隙结构和激发有机分子机理等实现超低压的强制作用;还有,开发基于比亚迪金设置形态合成材料制备工艺和新的材料、分析和测试技术。

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真空技术的发展与展望20世纪,真空工业的发展极为显著,引起各界的关注。

真空科学与技术在科学研究中只是一门实验技术,而在现代工业生产中却成了一门基本技术而得到广泛应用。

真空工业的如此发展,是否归究于技术方面的重大发明或发现呢?根本不是。

而全世界真空工业发展的原因只是由于其他工业技术领域对真空的需求增加了。

如日本国的真空设备厂家的销售额中,仅电子工业就占40%左右,正说明这一领域对真空技术的需求增加了。

进入21世纪,真空工业又将如何发展,赖以发展的需求又是什么?在科学与技术不断的发展的今天,真空技术又会起到什么新的作用?又能取得什么新成就?这许多未知的问题,令人关注,值得思考。

过去我们谈真空技术的发展动向,通常去查找学术论文和专利资料,以了解真空状态下的物理现象的应用,真空获得和测量仪器的进展等情况。

而现在我们应改变以往的做法,要抓住真空的需求关系,从这个侧面来展望真空技术的发展动向。

也就是,应从某些重要的真空应用领域中探讨与真空技术的关系,来展望21世纪真空技术本身的发展动向。

一、需要不断扩大真空的应用领域在21世纪,真空的需求是增长还是减少?今后的发展趋势又将如何?这主要取决于真空应用的领域是否增加,需求是否增长。

在20~30年前,真空书籍中就指出:真空技术的应用,一是靠压力差,二是通过空间的电子或分子排除干扰,三是降低粒子撞击表面的次数。

用于各自的需求不同,所需的真空度当然也就不同了。

所谓排除空间障碍物,即粒子的平均自由程要比装置的特征尺寸长。

真空蒸发、电子管和加速器就是利用了真空的这一特点。

除大功率的电子管外,其他大部分做成固体元件,这样就不再需要真空了。

暖水瓶是真空技术在人们日常生活中的重要应用,如果以后能生产出优良的绝热材料,且很便宜,那么真空在暖水瓶的生产过程中将会失去作用。

从降低表面粒子入射频率的必要性看,超高真空技术定会得到发展,它可使表面长时间地维持其清洁。

目前,真空技术的应用的特点是:利用真空环境来研制一些新材料和新工艺。

使真空应用领域得到进一步扩大。

例如超微粉和纳米颗粒的制作以及固体元件的工艺开发。

另一个应用领域是为了减少化学反应过程和核聚变反应中的不纯物,有时也要利用真空。

真空室的器壁本身与反应过程有着极其密切地关系。

人们对真空的需求将会扩大。

如日本三井物产公司把铅掺入铝中,然后用高温使铝蒸发,利用这种方法炼铝就会扩大对真空泵的需求。

因此,对于真空设备厂来说将会有一个很大的真空泵的销售市场。

过去炼铝采用电解法,现正在研究熔炉还原法。

在熔炉内还原时,由于耐火材料与铝的混合,使分离非常困难。

如果把熔炉中出现的含有铝的不纯物溶解于铅溶液中就可以对含铝的铅和不纯物进行分离。

利用真空可以分离由此形成的铝铅混合物。

由此可见,新工艺的出现,就会直接影响到真空行业,对真空的需求也会随之急剧增加。

前几年我国真空炼镁工艺的出现,曾一度使真空设备厂产的滑阀泵和罗茨泵供不应求。

造成畸形发展。

但这也说明一个问题,即新工艺、新材料等出现,势必要带动真空产业等发展。

在2l世纪,表面处理在内的表面技术成为相当大的一个真空应用领域。

因为人们对材料可靠性的要求,尤其对表面技术的应用定会有所增长。

现在人们都喜欢用防锈、防氧化的材料。

铝合金虽己生产出来了,但就原有工艺稍加改进,就会在性能上大有改观,如用氧化膜将材料与大气隔开,就能满足用户上述的要求。

这种情况,只要提示一下与真空厂家合作就能开拓一个相当可观的市场。

又如过去作超纯铝箔的方法很费事,又要把真空设备应用到这个项目的生产过程中去,就一定会产生更好地超纯铝箔来。

如果真空厂家能积极地参与到这一应用领域中去,人们对真空的需求自然会大大加强。

今后电子技术领域对真空的需求也会继续有所增长。

由于真空是个很纯净的空间,而电子元件的生产工艺也需要纯净,因此真空是制作电子元件的理想环境。

如分子束外延,半导体产品多是在真空状态中进行的。

搞分子束外延似乎都在以超大规模集成电路为目标。

要想达到这一目标就要求有非常微细的结构。

在这种情况下,最大的障碍就是灰尘。

如果一系列的操作都能在真空中进行,从底片进入真空室到最终处理完成也在真空中进行是最理想的。

如何去掉灰尘,首先是避免人与元件的直接接触。

但真空设备不一定都是干净的。

一般认为放气、排气或者切换开关时就会扬起灰尘,所以还是存在一定的问题。

有时也需要给装置搞一个清洁的表面,清洁的表面是极其容易受污染对,当必须使表面维持清洁状态的时候,有一个受到控制的气体环境往往比处于超高真空状态更为理想。

为了充入某种气体以保证清洁度,就要在充分处理本底之后,再充入干净的气体。

例如在溅射成膜时的真空度并不高。

然而充入气体之前的本底压力则对膜的质量有很大的影响,所以溅射装置必须给创造一个良好的本底真空度。

有时由于充入其它气体,而使得真空度略有下降,但就在这种真空度稍有改变的情况下,也可以进行同样的操作。

真空技术不仅仅建立狭义上的真空,而且制作高纯气体,再受控制的环境下维持所需表面,这也是真空技术的应用。

如果这样考虑,真空技术的应用也就更广泛了。

真空设备似乎可以作为工具使用。

人们随着对高级产品的需求,也迫切需要真空技术更加简便,并可应用于高新技术领域。

因此,在21世纪真空技术将会继续得到发展。

二、真空技术在能源方面的应用最近,人们对能源危机的关注已逐渐淡薄,但如何根本问题并没有得到解决。

能源问题是一个长期地、不容乐观地重要问题。

从长远的观点看,要研究用新能源代替旧能源。

如太阳能利用技术,在不久的将来,有可能达到实用化。

日本曾提出到1990年,总能源的需要量的2%将由新能源代替。

将核聚变装置列为2l世纪达到实用化的目标。

现在各国都在进行太阳热利用技术。

典型的太阳热利用技术即对太阳热发电系统的研究。

日本于1981年在香川县建成了第一座1MW的太阳热实验发电厂。

采用塔式聚光和曲面聚光两种方式。

这两种方式的额定输出均为1000kW。

在美国、法国、俄罗斯、德国、西班牙及意大利等国都将太阳热发电厂的研究开发列入了国家计划。

这些工厂的容量为500kW~10MW,并已建成应用。

太阳热发电系统是由聚热装置、热传输管、蓄热装置、发电机和计量控制装置所组成。

太阳热发电的聚热温度范围很宽,约为150~550℃。

要想获得150℃以上的热能,就必须有聚光装置。

聚光的方式有很多种,但多数都采用反射镜。

镜面材料多使用银和铝等。

表面镜由于膜面暴露在大气之中,受氧化和摩擦等因素的影响,会使反射率较低。

黑面镜的缺陷是在于基板和膜面的界面上,发生污染。

近来,由于高分子材料制作的软镜具有重复性好、透过率高、能大量生产、成本低等特点,而倍受重视。

选择吸收面对有效利用太阳能极为重要。

在选择吸收面的制作上,采用了真空技术。

高温聚热装置中采用了聚热管。

为防止由聚热管造成的对流损失,用透明玻璃管覆盖在聚热管外面,玻璃管内保持真空状态。

下面将按原理把选择吸收面的光吸收选择性,分类说明如下:(1)利用半导体膜的谱带之间的迁移而产生基础吸收。

在红外线领域具有高反射率的金属表面上,涂上一层吸收波长为1~3μ的半导体膜,就制成了选择吸收面。

用Si、Cu、PbS、Ge、CuO、Cr2O3等材料作为半导体膜。

这种结构的膜,它可吸收阳光转变为热能;对红外线则呈透明体。

由于金属表面的作用使得辐射率变小,可以更有效地利用太阳能。

由于Si、Ge对太阳光的折射率高,涂上SiO2等材料的减反射膜,对太阳光的吸收率变好。

(2)利用薄模干涉形成减反射效应。

在基板上制成具有高反射率的金属膜,在膜上叠加干涉滤光镜。

干涉滤光镜由电介质膜+半透明金属膜+电介质膜所组成。

像这样结构的膜,可见光在电介质膜中被吸收,而红外线透过干涉滤光镜被金属膜面反射而使辐射率变小。

采用这种方式的选择吸收面的例子如:Al2O3/MO/Al2O3/MO基板,及利用光干涉效应的单层膜一耐温性极好的金属碳化物,金属氮化物,如ZrCx、HfCx等。

作成槽型抛物面镜收集器(带有ZrCx/Zr选择吸收面)。

(3)利用表面和膜结构形成的反射特性与波长的相互关系。

在加工成深沟和棱角的表面上,垂直入射的太阳光,在沟与棱角的间隙中,经多次反射而被吸收。

这种面会因高温加热而引起性能劣化,其原因可能由于蒸发、热分解、热膨胀造成的剥离和表面成份变化,紫外线照射引起的化学反应或机械损伤等因素造成的。

太阳光利用技术,也就是利用太阳光来发电,它是通过太阳电池吸收阳光,先变为直流电再转换为交流电加以利用的。

太阳电池就是将阳光直接转变为电能的元件。

这种太阳光利用技术,过去仅被用在宇宙卫星、台灯电源和边远地区的通讯电源。

现在的价格仍较高(日本资料报道于1984年时其价格为3000日元/瓦),所以应用范围有限。

如能在太阳能电池的主体材料上加以研究和改进,降低太阳能电池的成本,改进制作太阳电池生产的工艺,这种技术是会得到进一步发展的。

如日本曾在对3Kw的个人住宅,20Kw 集体住宅,200Kw学校用装置,lOOKw工厂用装置以及1000Kw集中的大容量装置等进行了研究。

这些装置的大部分电力,最终将联接到电力系统上去,同现有发电厂组合运行,向形成综合电力调配系统方向发展。

非晶硅太阳电池的制造,如辉光放电分解法,反应溅射法,真空蒸发法等,多采用真空技术。

辉光放电分解法:将被稀释的氢和氩等加入到硅烷等低压气体中引起辉光放电,在等离子区分解硅烷,可使非晶硅堆积在低温基板上。

另一种是反应溅射法:把结晶硅作为阴极,在10-3~10-1托非活性气体中,加上高压使其放电。

因放电产生正离子轰击阴极,阴极材料就被溅射出来。

如果在阴极附近安置一块低温基板,基板上将堆积起非晶硅膜。

太阳电池不仅要求高效、廉价和大面积等特点,而且要求暴露在自然条件下具有良好的稳定性。

非晶硅的优点很多,能在玻璃、不锈钢、塑料等基板上作成大面积廉价的薄膜;比结晶硅光吸收系数大,能带宽度比结晶硅宽。

核聚变是人类未来的可靠能源,它的实现是全世界人们的愿望。

目前,世界上最先进的磁场封闭式托卡马克型核聚变装置,很多国家都在开发研制。

美国正在研制TFTR型,欧洲共同体制作JET型,俄罗斯研制T一15型,日本研制JT一60型的托卡马克型核聚变装置。

大型聚变装置的建造和运行,大大推动了高新技术的开发,特别是真空技术、低温技术、磁体技术、大功率脉冲电源技术和射频加热技术以及遥控处理技术等。

核聚变装置的真空室用来长时间包容高温等离子体。

例如欧洲联合环JET真空室是一个全焊接的双层壁结构的环型容器。

总容积为200m3,焊缝总长达8000m。

这种真空室漏气率很低,在室温和500℃时要满足3000余年渗入真空室l升气体的极微小的漏率。

可控聚变装置用的高真空泵采用涡轮分子泵和低温泵,前者用于检漏,后者则用于抽排聚变反应废气的主泵。

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