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1、真空技術(shù)基礎(chǔ)德莫.克利特（約在公元前460-370年，大哲學(xué)家）認(rèn)為世界的本源應(yīng)是由原子和虛無(wú)組成，且原子在虛無(wú)中做永恒的運(yùn)動(dòng)亞里士多德（約在公元前384-322年，大哲學(xué)家）則認(rèn)虛無(wú)絕不可能存在，空間必須有物質(zhì)才能夠相互作用，所以空間決不會(huì)虛無(wú)到?jīng)]有任何物質(zhì)存在托里拆力試驗(yàn)十七世紀(jì)用抽水泵它來(lái)排除礦井中的積水，無(wú)法將水抽到10米以上的高度伽利略（1564－1642）物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家及哲學(xué)家“真空力”托里拆力（1608～1647）物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家水銀真空試驗(yàn)輩爾梯數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家水真空試驗(yàn)
2、（當(dāng)時(shí)未成功）托里拆力試驗(yàn)在20世紀(jì)初，真空技術(shù)獲得了飛速發(fā)展，被廣泛應(yīng)用于軍事及民用領(lǐng)域。同樣，真空技術(shù)也是薄膜制備的基礎(chǔ)。本章將對(duì)真空的基本知識(shí)、真空的獲得、真空的測(cè)量等基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行介紹。幾個(gè)基本概念：真空：氣體分子數(shù)量低于大氣壓狀態(tài)的空間。但不是完全空的。真空術(shù)語(yǔ)：本底真空度：全密封真空腔體內(nèi)抽空時(shí)的氣壓。工作真空度：實(shí)驗(yàn)或工藝過(guò)程中所必需的氣體壓力。極限真空度：沒(méi)有漏氣和內(nèi)壁脫氣條件下，真空泵所能達(dá)到的最低氣壓。真空規(guī)：測(cè)量真空中氣壓的儀表或傳感器。真空度單位：氣壓的單位。真空度就是真空中的
3、氣壓。真空度的測(cè)量就是氣壓的測(cè)量。表1幾種壓強(qiáng)單位的換算關(guān)系單位帕（Pa）托（torr）毫巴（mba）標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（atm）1Pa17.5×10-31×10-29.87×10-61torr133.311.3331.316×10-31mba1000.7519.87×10-41atm1.013×1057601.013×1031第一節(jié)、真空的基本知識(shí)一、表示真空程度的單位二、真空區(qū)域的劃分粗真空低真空高真空超高真空極高真空粘滯流粘滯流分子流分子流氣體吸附：固體表面捕獲氣體分子的現(xiàn)象物理吸附：沒(méi)有選擇性、主要
4、靠分子之間的吸引力、容易發(fā)生脫附、一般只在低溫下發(fā)生化學(xué)吸附：在較高溫度下發(fā)生、不容易脫附，只有氣體和固體表面原子接觸生成化合物才能產(chǎn)生吸附作用。氣體脫附：是吸附的逆過(guò)程。影響因素:氣體壓強(qiáng)、固體溫度、固體表面吸附的氣體的密度和固體本身的性質(zhì)（如表面光滑度、清潔度等）、以及電吸附、化學(xué)吸附作用的影響。三、固體對(duì)氣體的吸附及氣體的脫附表1-2幾種常用真空泵的工作壓強(qiáng)范圍真空泵工作壓強(qiáng)/Pa104102110-210-410-610-810-10氣體傳輸旋片機(jī)械泵復(fù)合分子泵擴(kuò)散泵氣體捕獲無(wú)油泵鈦升華泵分
5、子篩吸附泵濺射離子泵低溫泵第二節(jié)、真空的獲得說(shuō)明：由于不同泵種的工作壓力范圍不同，實(shí)際運(yùn)用中為達(dá)一定的真空度，將兩種或以上的真空泵組合起來(lái)形成真空泵機(jī)組。機(jī)械泵是運(yùn)用機(jī)械方法不斷地改變泵內(nèi)吸氣空腔的體積，使被抽容器內(nèi)氣體的體積不斷膨脹，從而獲得真空的裝置。它可以直接在大氣壓下開始工作，極限真空度一般為1~1×10-2Pa，抽氣速率與轉(zhuǎn)速及空腔體積V的大小有關(guān)，一般在每秒幾升到每秒幾十升之間。一、旋片式機(jī)械真空泵旋片式機(jī)械泵通常由轉(zhuǎn)子、定子、旋片等結(jié)構(gòu)構(gòu)成。偏心轉(zhuǎn)子置于定子的圓柱形空腔內(nèi)切位置上，空腔
6、上連接進(jìn)氣管和出氣閥門。轉(zhuǎn)子中鑲有兩塊旋片，旋片間用彈簧連接，使旋片緊壓在定子空腔的內(nèi)壁上。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)是由馬達(dá)帶動(dòng)的，定子置于油箱中，油起到密封、潤(rùn)滑與冷卻的作用。工作原理：當(dāng)轉(zhuǎn)子順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空氣由被抽容器通過(guò)進(jìn)氣管被吸入，旋片隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)使與進(jìn)氣管相連的區(qū)域不斷擴(kuò)大，而氣體就不斷地被吸入。當(dāng)轉(zhuǎn)子達(dá)到一定位置時(shí)，另一旋片把被吸入氣體的區(qū)域與被抽容器隔開，并將氣體壓縮，直到壓強(qiáng)增大到可以頂開出氣口的活塞閥門而被排出泵外，轉(zhuǎn)子的不斷轉(zhuǎn)動(dòng)使氣體不斷地從被抽容器中抽出。特點(diǎn)與使用：?jiǎn)为?dú)使用或用作其他泵的
7、前級(jí)泵，低真空系統(tǒng)。缺點(diǎn)：油污染附：干泵渦輪分子泵二、復(fù)合分子泵多級(jí)葉片連續(xù)壓縮保證了高抽速（1000l/s)牽引分子泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)速較小壓縮比大復(fù)合式分子泵渦輪分子泵抽氣能力高牽引分子泵壓縮比大極限真空度：10-1~10-8Pa三、低溫泵工作原理：依靠氣體分子在低溫條件下自發(fā)凝結(jié)或被其他物質(zhì)表面吸附的性質(zhì)對(duì)氣體分子的去除，進(jìn)而獲得高真空的裝置。真空度依賴于低溫度，吸附物質(zhì)的表面積和吸附氣體的種類等。兩級(jí)制冷機(jī)冷頭通過(guò)法蘭直接插入到泵殼內(nèi)。屏蔽板及入口障板與制冷機(jī)一級(jí)冷頭相連，工作溫度在70～80K。
8、屏蔽板除可以冷凝抽除水及二氧化碳等，主要是為低溫抽氣板提供隔熱屏蔽。屏蔽板頂端或側(cè)壁裝有障板，向著低溫板的一面涂（鍍）黑，外面鍍銀拋光，用以降低二級(jí)冷頭的熱負(fù)荷。主抽氣低溫板用銦墊片連接到制冷機(jī)二級(jí)冷頭上，外表面鍍銀拋光，內(nèi)壁粘活性炭。低溫板工作溫度低于20K（通常為14～15K），能大量冷凝吸附除氫、氦、氖以外的其他常見氣體。低溫活性炭用以吸附氫、氦、氖等難凝氣體。極限真空度：10-1~10-8Pa附：羅茨泵擴(kuò)散泵是利用氣體擴(kuò)散現(xiàn)象來(lái)抽氣的，它不能直接在大氣壓下工作
