真空技术基础知识 真空技术发展到今天已广泛的渗透到各项科学技术和生产领域,它日益成为许多尖端科学、经济建设和人民生活等方面不可缺少的技术基础.作为现代科学技术主要标志的电子技术、核技术、航天技术的发展都离不开真空,反过来它们飞跃前进正在推动真空技术的迅速发展,成为真空科学技术发展史上的三个飞跃阶段,从而使真空技术由原来主要应用领域电真空工业,扩展到低温超导技术、薄膜技术、表面科学、微电子学、航海工程和空间科学等近代尖端科学技术中来.至于在一般工业中应用实在种类繁多,不胜枚举.它涉及冶金、化工、.医药、制盐、制糖、食品等工业都广泛使用真空技术.例如有机物的真空蒸馏 ,某些溶液的浓缩、析晶、真空脱水、真空干燥等.人们还利用真空中的各种特点,研制生产出真空吊车、电子管、显像管、中子管.就连人们日常生活中使用的灯管、暖水瓶、真空除尘器等都离不开真空技术. 1.真空与真空区域的划分 “真空”是指在给定的空间内,气体分子密度低于该地区大气压下的气体分子密度的稀薄气体状态。不同的真空状态有不同的气体分子密度。在标准状态下,每立方厘米的分子数为2.6870×1019个,而在真空度为10-4 帕时,每立方厘米的分子数为3.24×1010 个,即使用最现代的抽气方法获得的最高真空度 10-13 帕时,每立方厘米中仍有 3.24×10 个分子。所以真空是一相对概念,绝对真空是不存在的。 表 1 真空区域的划分、特点与应用 真 空 区 域 物理特点 主要应用 分子密度为 (个/厘米 3) 平均自由程 (厘米) 单分子层形成时间(秒) 粗真空 105~103帕 1019~1016 10-6~10-3, (d 为容器的线性 R 度,下同)粘滞流,气体分子间碰撞为主 10-9~10-6 真空包装、 真空浓缩和脱色、真空成形、真空输运等。 低真空 103~10-1帕 1016~1013 10-3~5 ≈d 过渡流 10-6~10-3 真空蒸馏、真空干燥和冷冻,真空浸渍、真空绝热、真空焊接等。 高真空 10-1~10-6帕 1013~109 5~104 >d 分子流 气体分子与器壁碰撞为主。 10-3~20 真空冶金、半导体材料区域熔炼、电真空器件、真空镀膜、加速器等。 超高真空 10-6~10-12帕 <109 >104 »d 气体分子在固体表面上吸附停留为主。 >20 超高真空镀膜、薄膜和表面物理、表面化学、热核反应和等离子物理、超导技术、宇宙航行等。 真空状态的主要特点是:真空容器所承受的大气压力由容器内外压力差所决定;与大气相比,气体分子密度小、分子之...