真空技术讲座一.ppt

真空技术讲座一 绪论 目录 什么是真空 真空的表征及真空区域划分 真空发展历史简述 主要的真空工艺技术 真空技术应用 真空技术的研究内容 1.Why is vacuum？ 物理真空： 　 没有或者不计气体分子和原子存在的物理空间，仅存在各种能量粒子的常空间 本指没有任何实物粒子存在的空间，但什么都没有的空间是不存在的。而假设你把一个空间的气体都赶跑，会发现还是不时有基本粒子在真空中出现又消失，无中生有。物理上的真空实际上是一片不停波动的能量之海。当能量达到波峰，能量转化为一对对正反基本粒子，当能量达到波谷，一对对正反基本粒子又相互湮灭，转化为能量。 应用物理与技术 　　低于一个大气压的稀薄气体的空间状态。 其可分为高真空、中真空和低真空，地球以及星球中间的广大太空就是真空。 一般是用特制的抽气机得到真空的。它的气体稀薄程度用真空计测定，现在已能用分子抽气机和扩散抽气机得到10-9大气压的高真空。 2.真空度的表征及真空区域划分 “真空度”顾名思义就是真空的程度。 真空状态下，气体的稀薄程度通常用气体的压力值来表示，显然，该压力值越小则表示气体越稀薄。 对于真空度的标识通常有两种方法： 一是用“绝对压力”、“绝对真空度”(即比“理论真空”高多 少压力)标识；在实际情况中，真空泵的绝对压力值介于0 ～101.325KPa之间。绝对压力值需要用绝对压力仪表测量。二是用“相对压力”、“相对真空度”(即比“大气压”低多少 压力)来标识。“相对真空度”是指被测对象的压力与测量地点大气压的 差值。用普通真空表测量。在没有真空的状态下(即常压 时)，表的初始值为0。当测量真空时，它的值介于0到 101.325KPa(一般用负数表示)之间。  真空度的单位 真空度单位有帕斯卡（Pa、Kpa、Mpa）、大气压（ATM）、公斤(Kgf/cm2)、毫米汞柱（mmHg）、巴（mbar、bar）、托（torr） 1MPa=1000KPa 1KPa=1000Pa 1大气压=100KPa=0.1MPa 1大气压=1公斤(Kgf/cm2)=760mmHg 1大气压=14.5PSI 1KPa=10mbar 1bar=1000mbar 1毫米汞柱 =1.000000142466321 1托= 1/760大气压 真空区域的划分 划分标准：真空状态下气体分子的物理特性；真空获得设备和真空测量仪表的工作范围。 国家标准（GB3163-82） 低真空：105~102Pa； 中真空：102~10-1Pa； 高真空：10-1~10-5Pa； 超高真空：10-5Pa. 物理实质：气体平均自由程和容器尺寸之间的关系 3.真空技术的历史回顾 真空在中国的发展 “火罐” 托利拆里（Evangelista Torricelli）试验：证明真空的存在。 1640年，他制造了一支管大约一米长的玻璃管，密封管口用水银装满管子，并将管子垂直插入一个装满水银的盆子，于是水银柱降到大约76cm高，留下上面的真空就称为托利拆里真空 。 1654年葛利克发明了活塞真空泵。 马德堡半球实验 今天的低压舱就是按这个原理工作的 理论基础的奠定 1662年，爱尔兰学者罗伯特 玻义耳阐明了在 温度一定的条件下气体的压力与体积成反比的 这一性质 1738年，瑞士人伯努利提出了气体分子运动论。 (1)物质都是由大量分子组成的 (2)分子永不停息的作无规则运动 (3)分子之间存在着互相作用的分子力 1643~1879 爱迪生发明碳丝灯泡“电真空器件”推动电子技术发展 所谓电真空电子器件内部空间 为真空的电子器件，又称“真空电 子器件”。 真空电子器件：指借助电子在真空或者气体中与电磁场发生相互作用，将一种形式电磁能量转换为另一种形式电磁能量的器件。具有真空密封管壳和若干电极，管内抽成真空，残余气体压力为10-4～10-8帕。有些在抽出管内气体后，再充入所需成分和压强的气体。实现直流电能和电磁振荡能量之间转换的静电控制电子管； （1）将直流能量转换成频率为300兆赫～3000吉赫电磁振荡能量的微波电子管； （2）利用聚焦电子束实现光、电信号的记录、存储、转换和显示的电子束管； （3）利用光电子发射现象实现光电转换的光电管；产生X射线的X射线管； （4）管内充有气体并产生气体放电的充气充气管； （5）以真空和气体中粒子受激辐射为工作机理，将电磁波加以放大的真空量子电子器件。 自20世纪60年代以后，很多真空电子器件已逐步为固态电子器件所取代，但在高频率、大功率领域，真空电子器件仍然具有相当生命力，而电子束管和光电管仍将广泛应用