《真空技术基础》课件2.pptVIP

真空技术基础欢迎来到《真空技术基础》课程。本课程将带您深入了解真空技术的核心概念、应用和重要性。让我们一起探索这个fascinating的科技领域。

1.绪论真空技术概述真空技术是现代科技的重要基础之一，涉及多个领域的应用。课程内容预览本课程将系统介绍真空的概念、产生、测量及系统构建等核心知识。学习目标掌握真空技术的基本理论和实际应用，为进一步研究奠定基础。

1.1什么是真空真空定义真空是指气压低于大气压的空间。完全真空指不含任何物质的空间，实际中难以实现。相对概念真空是相对概念，根据不同应用领域，对真空度的要求也不同。从低真空到超高真空，各有特点。

1.2真空技术的重要性1科研突破为尖端科学研究提供必要环境2工业生产提高产品质量，优化制造工艺3环境保护减少污染，提高能源利用效率4日常生活改善生活品质，推动技术进步

1.3真空技术的应用领域半导体产业芯片制造、薄膜沉积等过程中广泛应用真空技术。航空航天模拟太空环境，测试航天器性能。科学研究粒子加速器、电子显微镜等设备依赖真空环境。工业制造真空镀膜、真空包装、真空冷冻干燥等工艺。

2.真空的概念与单位基本概念了解压力和真空的定义及关系。单位系统掌握真空度的常用单位及转换方法。真空等级认识不同等级真空的特征和应用。

2.1压力和真空的基本概念压力定义单位面积上的垂直作用力。标准大气压为101.325kPa。真空定义压力低于标准大气压的状态。压力越低，真空度越高。绝对压力相对于完全真空的压力。真空度常用绝对压力表示。表压相对于大气压的压力。负表压表示真空状态。

2.2真空的单位及转换单位名称符号换算关系帕斯卡Pa1Pa=1N/m2毫米汞柱mmHg1mmHg≈133.322Pa托Torr1Torr≈133.322Pa巴bar1bar=10?Pa

2.3常见真空度的等级1低真空10?Pa~102Pa，适用于真空包装、真空吸盘等。2中真空102Pa~10?1Pa，用于真空镀膜、电子管制造等。3高真空10?1Pa~10??Pa，应用于电子显微镜、粒子加速器等。4超高真空10??Pa~10??Pa，用于空间环境模拟、表面物理研究等。

3.真空的产生1气体分子运动了解分子运动规律2平均自由程掌握自由程概念3真空泵原理学习真空泵工作机制4实际应用探索真空产生技术

3.1气体分子的运动规律1布朗运动气体分子做无规则热运动，不断碰撞。2压力来源分子碰撞容器壁产生压力，温度越高，压力越大。3速度分布分子速度服从麦克斯韦-玻尔兹曼分布。4动力学效应分子运动导致扩散、热传导等现象。

3.2气体分子的平均自由程定义气体分子两次碰撞之间平均行程距离。真空度越高，平均自由程越长。影响因素气体压力分子直径温度

3.3真空泵的工作原理机械泵利用机械运动排出气体，如旋片泵、罗茨泵。扩散泵利用高速蒸汽射流携带气体分子，适用于高真空。低温泵通过冷凝或吸附气体分子，获得超高真空。离子泵利用电离气体分子并吸附，适用于超高真空。

4.真空的测量基本原理了解真空计的工作原理。种类特点掌握常见真空计的特征。选择校准学习真空计的选择和校准方法。

4.1真空计的基本原理机械原理利用压力变化引起的机械形变，如U型管真空计。热传导原理基于气体热导率随压力变化，如皮拉尼真空计。电离原理利用气体电离特性，如电离规真空计。分子流原理基于分子流动特性，如分子阻力真空计。

4.2常见真空计的种类和特点真空计类型测量范围(Pa)主要特点U型管真空计10?~103简单可靠，精度低热偶真空计103~10?1结构简单，响应快电离规10?1~10??高灵敏度，适用高真空电容膜片真空计10?~10?1精度高，可测腐蚀性气体

4.3真空计的选择和校准选择考虑因素测量范围、精度要求、环境条件、成本等。校准方法标准真空计对比法、静态膨胀法、动态流量法等。校准周期根据使用频率和精度要求，定期进行校准。维护保养定期清洁、检查电气连接，保持良好工作状态。

5.真空系统的构成真空腔室真空环境的主要容器，需考虑材料、结构强度等。管路系统连接各组件，影响抽气速度和真空度。密封连接确保系统气密性，防止泄漏。系统设计综合考虑功能、性能和经济性。

5.1真空腔室和管路真空腔室材料选择：不锈钢、铝合金等表面处理：电解抛光、化学清洗结构设计：考虑强度和气体释放管路系统管径选择：影响抽气速度管路布局：最小化压力损失材料兼容性：避免污染和腐蚀

5.2真空密封和连接静态密封O型圈、金属垫片等，用于固定连接处。动态密封磁流体密封、波纹管等，用于运动部件。法兰连接标准化接口，便于拆装和维护。焊接连接永久性连接，适用于高真空系统。

5.3真空系统的设计要点1需求分析明确真空度要求、工艺过程和操作条