1-1真空的基本知識(shí)1-2稀薄氣體的基本性質(zhì)1-3真空的獲得1-4真空的測(cè)量1-5真空檢漏第一部分：薄膜的獲得第一章真空技術(shù)基礎(chǔ).

薄膜制備方法:物理沉積和化學(xué)沉積兩大類。物理氣相沉積法(PhysicalVaporDeposition，簡(jiǎn)稱PVD)的基本制作技術(shù)包括：真空蒸發(fā)、濺射鍍膜和離子鍍等。它們均要求淀積薄膜的空間具有一定的真空度。因此，真空技術(shù)是薄膜制作技術(shù)的基礎(chǔ)，獲得并保持所需的真空環(huán)境，是鍍膜的必要條件。故，掌握真空的基本知識(shí)是必要的。1-1真空的基本知識(shí).

所謂真空是指低于一個(gè)大氣壓的氣體空間。與正常的大氣相比，是比較稀薄的氣體狀態(tài)。

所謂真空是相對(duì)的，絕對(duì)的真空是不存在的。通常所說(shuō)的真空是一種“相對(duì)真空”。

一、真空及其單位.

在真空技術(shù)中對(duì)于真空程度的高低，可以用多個(gè)參量來(lái)度量，最常用的有“真空度”和“壓強(qiáng)”。此外，也可用氣體分子密度、氣體分子的平均自由程、形成一個(gè)分子層所需的時(shí)間等來(lái)表示。1、真空的單位..

“真空度”和“壓強(qiáng)”是兩個(gè)概念，不能混淆：壓強(qiáng)越低，意味著單位體積中氣體分子數(shù)愈少，真空度愈高；反之真空度越低則壓強(qiáng)就越高。由于真空度與壓強(qiáng)有關(guān)，所以真空的度量單位是用壓強(qiáng)來(lái)表示。2、區(qū)別：“真空度”和“壓強(qiáng)”.

二、真空區(qū)域的劃分..1.固體對(duì)氣體的吸附物理吸附化學(xué)吸附2.氣體從固體表面的脫附3.影響因素三、固體對(duì)氣體的吸附、氣體的脫附.?氣體的臨界溫度：對(duì)于每種氣體都有一個(gè)特定的溫度，高于此溫度時(shí)，氣體無(wú)論如何壓縮都不會(huì)液化，這個(gè)溫度稱為該氣體的臨界溫度。?利用臨界溫度來(lái)區(qū)分氣體與蒸汽：溫度高于臨界溫度的氣態(tài)物質(zhì)稱氣體，低于臨界溫度的氣態(tài)物質(zhì)稱為蒸汽。四、氣體與蒸汽.通常以室溫為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)區(qū)分氣體和蒸汽：1）臨界溫度遠(yuǎn)低于室溫的是“永久氣體”，(如氮、氫、氬、氧和空氣等物質(zhì))，所以在室溫下它們是“氣體”，不能液化。2）臨界溫度高于室溫的是蒸汽，(如二氧化碳的臨界溫度與室溫接近，極易液化；水蒸汽、有機(jī)物質(zhì)和氣態(tài)金屬它們的臨界溫度高于室溫很多)在室溫下它們極易液化。

但在工程實(shí)際中:.表1-1各種物質(zhì)的臨界溫度.氣體狀態(tài)方程(描述氣體性質(zhì)，當(dāng)氣體處于平衡時(shí)可得到)P=nkTorPV=RTP:壓強(qiáng)（Pa）；V:體積（m3

）；n:氣體分子密度（個(gè)/m3）；T:絕對(duì)溫度（K）；M:氣體分子量（kg/mol）；m:氣體質(zhì)量（kg）；k:玻爾茲曼常數(shù)（1.38×10-23J/K）；R:氣體普適常數(shù)（8.314J/mol?K）也叫摩爾氣體常數(shù)，亦為：R=NA

?

k，

NA:阿佛伽德羅常數(shù)（6.023×1023

個(gè)/mol）。1-2稀薄氣體的基本性質(zhì)（復(fù)習(xí)）.

一定質(zhì)量的氣體，在恒定溫度下，氣體的壓強(qiáng)與體積的乘積為常數(shù)。

PV=CorP1V1=P2V21)波義爾定律.

一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)一定時(shí)，氣體的體積與絕對(duì)溫度成正比。

V=CTorV/V0=T/T02)蓋·呂薩克定律.

一定質(zhì)量的氣體，如果保持體積不變，則氣體的壓強(qiáng)與絕對(duì)溫度成正比。

P=CTorP/P0=T/T0

3)查理定律.麥克斯韋—玻爾茲曼分布在平衡狀態(tài)下，當(dāng)氣體分子間的相互作用可以忽略時(shí)，分布在任一速度區(qū)間υ—υ+dυ內(nèi)分子的幾率為：N:容器中氣體分子總數(shù)；m:氣體分子質(zhì)量；T：氣體溫度；k：玻爾茲曼常數(shù)。一、氣體分子的速度分布(簡(jiǎn)介).

由上式可見(jiàn)，在不同的速度附近取相等的間隔d

，比率dN/N的數(shù)值一般是不同的。比率dN/N與速度有關(guān)，與的函數(shù)關(guān)系成正比，即

dN/N=f()d

函數(shù)f()表明了分布在速度υ附近單位速度間隔內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的比率，也叫麥克斯韋速率分布定律。麥克斯韋速率分布定律.麥克斯韋速率分布曲線

該曲線反映了氣體分子速度隨溫度的變化情況。.

根據(jù)麥克斯韋速率分布定律，從理論上可推得分子速率在υm處有極大值，υm被稱為最可幾速度，其值為：M:氣體分子量（kg/mol）；m:氣體質(zhì)量（kg）；k:玻爾茲曼常數(shù)（1.38×10-23J/K）；R:氣體普適常數(shù)（8.314J/mol?K），也叫摩爾氣體常數(shù)。氣體分子的最可幾速率.氣體分子的平均速度為：氣體分子的平均速率.氣體分子的均方根速度為：氣體分子的均方根速率.三種速度中，υr＞υa＞υm

均方根速度υr最大，平均速度υa次之，最可幾速度υm最小。這三種速度在不同的場(chǎng)合有各自的應(yīng)用：υr在計(jì)算分子的平均動(dòng)能時(shí)采用；υa在計(jì)算分子運(yùn)動(dòng)的平均距離時(shí)要用到；υm在討論速度分布時(shí)要用到。三種速度的比較.

每個(gè)分子在連續(xù)兩次碰撞之間的路程稱為“自由程”。其統(tǒng)計(jì)平均值稱為“平均自由程”?？梢?jiàn)，平均自由程與分子密度n和分子直徑的平方是反比關(guān)系。二、平均自由程.

又氣體狀態(tài)方程：P=nkT，代入氣體分子密度n，則

可見(jiàn)，氣體分子的平均自由程與壓強(qiáng)成反比，與溫度成正比。在氣體種類一定、室溫的情況下：平均自由程（續(xù)）.P(Torr)λ（cm）

14.72×10-3

10-34.7210-447.210-547210-6472010-94.72×10620℃空氣在不同壓強(qiáng)下的分子平均自由程.1、氣體分子向固體表面入射碰撞描述氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的重要公式：赫茲—克努曾（Hertz-Knudsen）公式:

，υ：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)，在單位面積的器壁上發(fā)生碰撞的氣體分子數(shù)，稱為入射頻率。

n:器壁前的氣體分子密度；

υa:分子的平均速度。三、碰撞速率與余弦散射律.2、氣體分子從固體表面的反射余弦散射定律（克努曾定律）：碰撞于固體表面的稀薄氣體分子，它們飛離表面的方向與原入射方向無(wú)關(guān)，并按與表面法線方向所成角度的余弦進(jìn)行分布。則一個(gè)分子在離開(kāi)其表面時(shí)，處于立體角d(與表面法線成角)中的幾率為：三、碰撞速率與余弦散射律（續(xù)）.

分子從表面反射與飛來(lái)方向無(wú)關(guān)這一點(diǎn)非常重要。它意味著可將飛來(lái)的分子看成一個(gè)分子束從一個(gè)方向飛來(lái)，亦可看成按任意方向飛來(lái)，其結(jié)果都是相同的。余弦定律(又稱“克努曾定律”)的重要意義在于：(1)它揭示了固體表面對(duì)氣體分子作用的另一個(gè)方面，即將分子原有的方向性徹底“消除”，均按余弦定律散射；(2)分子在固體表面要停留一定的時(shí)間，這是氣體分子能夠與固體進(jìn)行能量交換和動(dòng)量交換的先決條件，這一點(diǎn)有重要的實(shí)際意義。余弦散射定律的重要意義.典型的真空系統(tǒng)應(yīng)包括：待抽空的容器(真空室)、獲得真空的設(shè)備(真空泵)、測(cè)量真空的器具(真空計(jì)）以及必要的管道、閥門(mén)和其他附屬設(shè)備。真空泵又有前級(jí)泵和次級(jí)泵：能使壓力從一個(gè)大氣壓力開(kāi)始變小，進(jìn)行排氣的泵常稱為“前級(jí)泵”，另—些卻只能從較低壓力抽到更低壓力，這些真空泵常稱為“次級(jí)泵”。1-3真空的獲得.一、真空泵

利用機(jī)械、物理、化學(xué)或物理化學(xué)的方法對(duì)被抽容器進(jìn)行抽氣而獲得真空的器件或設(shè)備。真空泵是用各種方法在某一封閉空間中產(chǎn)生、改善和維持真空的裝置。真空泵的種類很多，其抽速S從10-1到106l/s。極限壓強(qiáng)Pu從105到10-12Pa。

.真空泵分類按機(jī)理分為兩類：壓縮型真空泵：將氣體由一方壓縮到另一方

旋轉(zhuǎn)式機(jī)械真空泵：利用膨脹壓縮作用分子泵：利用分子牽引吸附型真空泵：利用各種吸氣作用吸掉氣體

離子泵：利用電離吸氣吸附泵、低溫泵：利用物理或化學(xué)吸附作用.真空系統(tǒng)的主要指標(biāo)...泵壓強(qiáng)Pa抽速l/s10410310210110010-110-210-310-410-510-610-710-810-910-10旋片機(jī)械泵1-100吸附泵擴(kuò)散泵5-105渦輪分子泵5-5000鈦升華泵5-105離子泵5-5000低溫泵300-5000真空泵種類及運(yùn)用范圍.真空泵---獲得真空的關(guān)鍵

種類排氣原理工作壓強(qiáng)范圍（約）機(jī)械泵油封機(jī)械泵(單級(jí))油封機(jī)械泵(雙級(jí))分子泵羅茨泵利用機(jī)械力壓縮和排除氣體(氣體傳輸)1atm---1（Pa）1atm---10-2（Pa）10-1---10-7（Pa）104---10-2（Pa）蒸汽噴射泵水銀擴(kuò)散泵油擴(kuò)散泵油噴射泵靠蒸氣噴射的動(dòng)量把氣體帶走

1---10-7（Pa）10-1---10-6（Pa）.真空泵---獲得真空的關(guān)鍵（續(xù)）

種類排氣原理工作壓強(qiáng)（大約）干式泵濺射離子泵鈦升華泵利用濺射或升華形成吸氣、吸附排除氣體10-2---10-9（Pa）10-2---10-9

（Pa）吸附泵冷凝泵冷凝吸附泵利用低溫表面對(duì)氣體進(jìn)行物理吸附排除氣體1atm---10-1（Pa）10-2---10-10

（Pa）10-2---10-8（Pa）.常用真空泵的抽速范圍1-單級(jí)旋片泵2-濺射離子泵3-雙極旋片泵4-羅茨泵5-擴(kuò)散泵6-分子泵.機(jī)械真空泵

凡是利用機(jī)械運(yùn)動(dòng)(轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng))以獲得真空的泵，稱為機(jī)械真空泵。

機(jī)械真空泵是真空應(yīng)用領(lǐng)域中使用得最普遍的一類泵，它是真空獲得設(shè)備的重要組成部分。

.機(jī)械真空泵分類.往復(fù)式真空泵極限壓力單級(jí)為4×102～103Pa，雙級(jí)達(dá)1Pa。排氣量較大，抽速范圍15～5500L/S。

.圖1-4單級(jí)旋片式機(jī)械泵的結(jié)構(gòu)旋片式機(jī)械泵..旋片式機(jī)械真空泵極限真空

旋片式機(jī)械泵一般極限壓強(qiáng)只能達(dá)到1.3Pa(個(gè)別可達(dá)0.1Pa)左右，為什么極限壓力不能再低呢？.旋片式機(jī)械真空泵極限真空泵的結(jié)構(gòu)上存在有害空間，該空間中的氣體是無(wú)法排除的。.旋片式機(jī)械真空泵極限真空由于在泵工作時(shí)，泵腔的吸氣空間與排氣空間存在著一定的壓力差。

為了提高泵的極限真空度，除了提高泵體、轉(zhuǎn)子、旋片的加工精度，盡量減少裝配間隙和有害空間以外，最有效的辦法是將兩只單級(jí)泵串接起來(lái)，組成雙級(jí)泵。.旋片式機(jī)械真空泵極限真空泵油在泵體內(nèi)循環(huán)流動(dòng)過(guò)程中會(huì)溶解進(jìn)大量氣體和蒸氣。

尤其水蒸汽，20℃飽和蒸汽壓為17Torr，60℃時(shí)為150Torr。容易凝結(jié)污染油。解決辦法：在排氣閥門(mén)附近設(shè)一個(gè)小孔摻氣閥門(mén)(氣鎮(zhèn)裝置)。但會(huì)使極限壓強(qiáng)有所提高。而具有這種裝置的泵稱摻氣式機(jī)械泵。.旋片式機(jī)械泵使用注意事項(xiàng)有的泵要求通冷卻水，降低油的蒸汽壓。在停止使用時(shí)要防止回油。閱讀說(shuō)明書(shū)，注意泵的工作條件，如溫度，氣體類型等。不可長(zhǎng)時(shí)間在大氣壓下工作。.羅茨泵..分子泵復(fù)合分子泵渦輪分子泵.渦輪分子泵結(jié)構(gòu)臥式立式.渦輪分子泵葉片動(dòng)輪葉靜輪葉.渦輪分子泵抽氣原理.渦輪分子泵抽氣原理抽氣的二個(gè)必要條件

渦輪分子泵必須在分子流狀態(tài)下工作分子泵的轉(zhuǎn)子葉片必須具有與氣體分子速度相近的線速度.渦輪分子泵運(yùn)用一般用旋片式機(jī)械泵作前級(jí)泵通常需要軸承潤(rùn)滑油和冷卻水為獲得極限壓強(qiáng)，需對(duì)泵和容器烘烤，泵的烘烤溫度為100－120℃之間因高速旋轉(zhuǎn)，不宜在強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下工作需要防振，尤其要避免共振.三、蒸汽流擴(kuò)散泵蒸汽流擴(kuò)散泵是歷史上最早用來(lái)獲得高真空的泵，利用氣體擴(kuò)散現(xiàn)象來(lái)抽氣。按工作液體分：水蒸氣、汞、擴(kuò)散泵油按結(jié)構(gòu)材料分：玻璃－小型、制造容易、成本低金屬－結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、大型油擴(kuò)散泵極限壓強(qiáng)：10-4－10-7Pa.金屬與玻璃擴(kuò)散泵..擴(kuò)散泵的實(shí)際問(wèn)題極限壓強(qiáng)選擇良好的工作液體：全氟醚油

室溫下低飽和蒸汽壓、良好的熱穩(wěn)定和化學(xué)惰性、汽化熱低減少返流：擋油帽、水冷采用分餾裝置：極限壓強(qiáng)降半個(gè)數(shù)量級(jí)抽氣速率方面：凸腔形結(jié)構(gòu).擴(kuò)散泵的實(shí)際特性抽速與壓強(qiáng)關(guān)系

工作范圍10－10-5Pa，最大抽速出現(xiàn)在10-2Pa抽速與氣體種類關(guān)系一般情況下，分子量越小則抽速越大出口壓強(qiáng)與極限壓強(qiáng)

只要出口壓強(qiáng)小于最大允許值，即不影響極限壓強(qiáng).擴(kuò)散泵使用注意事項(xiàng)保證一定的加熱功率和冷卻水流量由前級(jí)泵抽至低于最大允許出口壓強(qiáng)后才可啟用待油冷卻后才能關(guān)掉機(jī)械泵，最后關(guān)冷卻水最好讓擴(kuò)散泵始終保持真空狀態(tài)長(zhǎng)時(shí)間使用后需要換擴(kuò)散泵油....

至今還沒(méi)有一種泵能直接從大氣一直工作到超高真空。因此，通常是將幾種真空泵組合使用：有油系統(tǒng)：如機(jī)械泵十?dāng)U散泵系統(tǒng)；無(wú)油系統(tǒng)：如吸附泵十濺射離子泵十鈦升華泵系統(tǒng)。有、無(wú)油混合系統(tǒng)：機(jī)械泵十復(fù)合分子泵常用真空泵組合..1-4真空的測(cè)量

真空測(cè)量包括全壓力測(cè)量、分壓力測(cè)量和真空計(jì)校準(zhǔn)三個(gè)部分。真空技術(shù)中遇到的氣壓很低，如10-10pa，這樣極小的壓力用直接測(cè)量單位面積所承受的力是不可能的。因此，通常在氣體中造成一定的物理現(xiàn)象，然后測(cè)量這個(gè)過(guò)程中與氣體壓力有關(guān)的某些物理量，再設(shè)法間接確定出真實(shí)壓力來(lái)。.

用以探測(cè)低壓空間稀薄氣體壓力所用的儀器稱為真空計(jì)。如：壓縮真空計(jì)、熱傳導(dǎo)真空計(jì)、電離真空計(jì)。

真空計(jì)為什么有一定的測(cè)量范圍？物理現(xiàn)象與壓強(qiáng)關(guān)系在某一范圍才顯著

真空計(jì)為什么有一定的測(cè)量誤差？本需單純物理現(xiàn)象，但會(huì)帶來(lái)系列寄生的現(xiàn)象.按真空度刻度方法分類絕對(duì)真空計(jì)：直接讀取氣體壓力

相對(duì)真空計(jì)：由與氣體壓力有函數(shù)關(guān)系的量確定壓力按真空計(jì)測(cè)量原理分類直接測(cè)量真空計(jì)：直接測(cè)量單位面積上的力

間接測(cè)量真空計(jì)：根據(jù)低壓下與氣體壓力有關(guān)的物理量的變化來(lái)間接測(cè)量壓力的變化。.真空計(jì)測(cè)量范圍真空計(jì)名稱測(cè)量范圍(Pa)真空計(jì)名稱測(cè)量范圍(Pa)水銀U型管105～10高真空電離真空計(jì)10-1～10-5油U型管104～1磁控管型電離真空計(jì)10-2～10-11壓縮式真空計(jì)(一般型)10-1～10-3B-A電離計(jì)10-1～10-8壓縮式真空計(jì)(特殊型)10-1～10-5薄膜真空計(jì)105～10-2熱傳導(dǎo)真空計(jì)(一般型)102～10-1分壓力真空計(jì)10-1～10-14熱傳導(dǎo)真空計(jì)(對(duì)流型)105～10-1.真空測(cè)量特點(diǎn)測(cè)量壓力范圍寬，105～10-14Pa。大部分真空計(jì)是間接測(cè)量，只有壓力為105～10Pa時(shí)，可直接測(cè)單位面積所受的力。多采用非電量電測(cè)技術(shù)。大部分真空計(jì)的讀數(shù)與氣體種類和成分有關(guān)。所以測(cè)量時(shí)要特別注意被測(cè)量氣體種類和成分，否則會(huì)造成很大誤差。測(cè)量精度不高。.

一、熱偶真空計(jì)

熱阻真空計(jì)熱偶真空計(jì)二、電離真空計(jì)

熱陰極電離真空計(jì)冷陰極電離真空計(jì)兩類常用的真空計(jì).原理：利用低壓強(qiáng)下氣體的熱傳導(dǎo)與壓強(qiáng)有關(guān)的

原理制成.氣體的熱傳導(dǎo)，在λ<<d時(shí)與壓強(qiáng)無(wú)關(guān)；在λ>>d時(shí)，熱傳導(dǎo)系數(shù)正比于壓強(qiáng)。故在低壓下可利用熱傳導(dǎo)現(xiàn)象測(cè)量真空。將金屬絲通電加熱，平衡時(shí)，熱絲保持一定溫度。壓強(qiáng)越高，平衡溫度越低。預(yù)先測(cè)出溫度與壓強(qiáng)關(guān)系T＝f(P)，即可由溫度求壓強(qiáng)。一、熱偶真空計(jì).

熱偶真空計(jì)包括：1）熱阻真空計(jì)：利用測(cè)定熱絲電阻值隨溫度變化的真空計(jì)。2）熱偶真空計(jì)：直接用熱電偶測(cè)量熱絲溫度的真空計(jì)。測(cè)量范圍：測(cè)低真空（102-10-1Pa）。當(dāng)壓強(qiáng)較高時(shí)，氣體傳導(dǎo)的熱量與壓強(qiáng)無(wú)關(guān)，只有當(dāng)壓強(qiáng)降到低真空范圍，才與壓強(qiáng)成正比。氣體分子碰撞燈絲而帶走的熱量隨氣體分子對(duì)燈絲的碰撞次數(shù)而變化，即與氣體分子數(shù)有關(guān)，或與氣體壓強(qiáng)有關(guān)。壓強(qiáng)愈高，氣體分子數(shù)多，碰撞次數(shù)多，燈絲被帶走的熱量就多，燈絲溫度變化就大。

.電阻真空計(jì)PiraniVacuumGauge

反應(yīng)溫度高低的方法有很多種，最簡(jiǎn)單的是利用熱絲本身的電阻來(lái)標(biāo)示，可選用電阻溫度系數(shù)大的材料如鎢等，制成測(cè)量管(真空規(guī)管)。使用時(shí)將其連接于被測(cè)壓強(qiáng)處即可。.熱阻真空計(jì).熱電偶熱電偶材料的選擇較大熱電勢(shì)和熱電勢(shì)溫度變化率較高電導(dǎo)率、低電阻溫度系數(shù)、低比熱物理化學(xué)性能、熱電特性穩(wěn)定.熱電偶真空計(jì).熱真空計(jì)測(cè)量范圍Q＝Q氣+Q輻+Q傳測(cè)量范圍102－10-1Pa..兩熱真空計(jì)比較及老化現(xiàn)象比較電阻真空計(jì)制造簡(jiǎn)單熱電偶真空計(jì)受外界溫度影響小老化現(xiàn)象零點(diǎn)漂移——絲本體靈敏度變動(dòng)——絲表面.熱真空計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)反映的是總壓強(qiáng)，即真實(shí)壓強(qiáng)可連續(xù)測(cè)量，可遠(yuǎn)程測(cè)量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造可突然暴露大氣壓缺點(diǎn)校準(zhǔn)曲線因氣體種類而異有熱慣性，讀數(shù)滯后受外界溫度影響大老化現(xiàn)象嚴(yán)重，需常校準(zhǔn)..電離真空計(jì)測(cè)量范圍：測(cè)高真空（10-1—10-6Pa）。

根據(jù)氣體電離源的不同，又分為熱陰極電離真空計(jì)（應(yīng)用極普遍）和冷陰極電離真空計(jì)。熱陰極電離真空計(jì)的測(cè)量范圍一般為10-1-10-6Pa

。在壓強(qiáng)大于10-1Pa左右時(shí)，雖然氣體分子數(shù)增加，電子與分子的碰撞次數(shù)增加，但電子能量下降，電離幾率降低，所以當(dāng)壓強(qiáng)增加到一定程度時(shí)電離作用達(dá)到飽和，使曲線偏離線性，故測(cè)量的上限為10-1Pa。

二、電離真空計(jì).測(cè)量的下限為10-6Pa：在低壓強(qiáng)下(小于10-6Pa)，具有一定能量的高速電子打到加速電極上，產(chǎn)生軟x射線，當(dāng)其輻射到離子收集極時(shí)，將自己的能量交給金屬中的自由電子，會(huì)使自由電子逸出金屬而形成光電流，導(dǎo)致測(cè)量到的離子流增加，即這時(shí)由離子收集極測(cè)得的離子流是離子電流與光電流(與P無(wú)關(guān))二者之和，當(dāng)二者在數(shù)值上可比擬時(shí)，曲線也將偏離線性。故10-6Pa就成為測(cè)量的下限壓強(qiáng)值。

.校準(zhǔn)曲線及測(cè)量范圍下限：光電發(fā)射電流電子轟擊收集極產(chǎn)生的X射線燈絲發(fā)出的光外界照射光上限：電子繁流現(xiàn)象自由程短，碰撞未引起電離離子與電子復(fù)合Pa51.熱陰極電離真空計(jì)工作原理

電子在電場(chǎng)中飛行時(shí)從電場(chǎng)獲得能量，若與氣體分子碰撞，將使氣體分子以一定幾率發(fā)生電離，產(chǎn)生正離子和次級(jí)電子。其電離幾率與電子能量有關(guān)。電子在飛行路途中產(chǎn)生的正離子數(shù)，正比于氣體密度n，在一定溫度下正比于氣體壓力P。因此，可根據(jù)離子電流大小指示真空度。.熱陰極電離真空計(jì)工作原理電離真空計(jì)規(guī)管外控接法.熱陰極電離真空計(jì)工作原理電離真空計(jì)外控接法電原理圖.熱陰極電離真空計(jì)構(gòu)造電源直流穩(wěn)壓線路離子流放大器發(fā)射電流穩(wěn)定器.電離真空計(jì)的使用氣體成分的影響不同氣體電離幾率不同，故靈敏度不同放氣與吸氣脫附放氣現(xiàn)象——烘烤除氣電清除吸氣現(xiàn)象——規(guī)管短而粗.電離真空計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)測(cè)出總壓強(qiáng)響應(yīng)快，可連讀、遠(yuǎn)控可測(cè)很低的壓強(qiáng)規(guī)管小，易于連接刻度曲線直線范圍寬對(duì)機(jī)械振蕩不敏感缺點(diǎn)靈敏度與氣體種類有關(guān)壓強(qiáng)高于0.1Pa時(shí)，燈絲易燒毀電清除影響準(zhǔn)確度玻殼、電極放氣導(dǎo)致測(cè)量誤差..提高測(cè)量范圍的原理：

B—A型電離真空計(jì)將收集極改成針狀，把燈絲放在加速極外邊，使收集極受軟x射線照射的面積減小，于是可測(cè)量更高的真空度(可達(dá)10-10Pa)。

.U形真空計(jì)

人類最早對(duì)氣體壓強(qiáng)的測(cè)量是測(cè)量大氣壓，即托里拆利實(shí)驗(yàn)。U形真空計(jì)原理與此類似，也是利用水銀柱的高度差來(lái)測(cè)量氣體壓強(qiáng)。U形真空計(jì)分兩種類型：開(kāi)式閉式開(kāi)式P=Pa-hPaPhhP閉式P=h.U形計(jì)的改進(jìn)型式用比重較小液體替代水銀斜置U形計(jì)●光學(xué)放大傾斜法U形計(jì).壓縮真空計(jì)McleodGaugePV1＝(P+h)V2.壓縮真空計(jì)的刻度.壓縮真空計(jì)的測(cè)量范圍為測(cè)量更低真空，可：增大玻璃球泡減小毛細(xì)管內(nèi)徑V＝1300cm3；d＝0.6mm多量程壓縮真空計(jì).蒸汽的影響工作液體本身飽和蒸汽壓，Hg為0.1Pa左右；飽和蒸汽壓<0.2mmHg蒸汽，反應(yīng)不出壓強(qiáng)；飽和蒸汽壓>幾個(gè)mmHg蒸汽，分壓較低時(shí)，測(cè)出的是飽和蒸汽壓；永久氣體夾雜一些蒸汽，較復(fù)雜；克服汞蒸汽流效應(yīng)帶來(lái)的誤差，20％－50％。.壓縮真空計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是一種絕對(duì)真空計(jì)，壓強(qiáng)數(shù)值由尺寸算出，無(wú)需校準(zhǔn)測(cè)量范圍較寬，刻度與氣體種類無(wú)關(guān)缺點(diǎn)操作笨重，費(fèi)時(shí)，不能連續(xù)讀數(shù)水銀蒸汽有毒.分壓強(qiáng)測(cè)量

全壓力反映真空的數(shù)量方面，分壓力既反映數(shù)量方面，又反映真空的質(zhì)量方面。

超高真空下，氣體成分常常極不相同，真空計(jì)無(wú)法讀出其對(duì)應(yīng)壓力，因?yàn)殡婋x真空計(jì)對(duì)不同氣體的相對(duì)靈敏度相差很大。因此，電離真空計(jì)對(duì)混合氣體測(cè)得的等效氮壓力不是混合氣體的真實(shí)壓力，有時(shí)甚至?xí)袛?shù)量級(jí)的誤差。.基本原理用電子碰撞的辦法將氣體電離(部分)將這些離子加速到一定能量，聚焦并讓其進(jìn)入分析器利用磁偏轉(zhuǎn)、共振或飛行時(shí)間的不同，將離子按荷質(zhì)比進(jìn)行分離將分離的離子用收集極檢測(cè)出.主要性能指標(biāo)質(zhì)量范圍：用最輕和最重的單荷離子表征分辨本領(lǐng)：分辨離子能力的量度，R=m/W靈敏度：電流輸出改變量除以導(dǎo)致這個(gè)改變的氣體分壓強(qiáng)改變量最小可檢分壓強(qiáng)：檢測(cè)特定氣體的最小分壓分壓強(qiáng)靈敏度：可檢測(cè)最小分壓/總壓，ppm最高工作壓強(qiáng)：氮的靈敏度降到1/2時(shí)總壓強(qiáng).磁偏轉(zhuǎn)型質(zhì)譜計(jì).綜合：真空計(jì).真空系統(tǒng)的材料、零件、組裝典型真空系統(tǒng)舉例檢漏的意義及基本原理壓力檢漏法和真空檢漏法1-5真空系統(tǒng)及真空檢漏.真空系統(tǒng)的材料材料分類結(jié)構(gòu)材料：構(gòu)成真空系統(tǒng)的主體材料，它將真空系統(tǒng)與大氣隔開(kāi)，承受著大氣壓的壓力。輔助結(jié)構(gòu)材料：指一些彈性體、絕緣體等具有特殊性能的材料，它與結(jié)構(gòu)材料相匹配，以達(dá)到一定目的之用。真空密封物質(zhì)：作為真空系統(tǒng)某些零件連接處或系統(tǒng)漏氣處的輔助密封用的物質(zhì)。.真空系統(tǒng)的零件真空閥門(mén)要求：不漏氣、具有大的流導(dǎo)、放氣率小分類方法名稱根據(jù)閥門(mén)的職能低真空閥門(mén)、高真空閥門(mén)、超高真空閥門(mén)根據(jù)結(jié)構(gòu)型式擋板閥、翻板閥、碟閥、隔板閥、閘閥、針閥、插板閥根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式手動(dòng)閥、電動(dòng)閥、手電兩用閥、電磁閥、氣動(dòng)閥、液壓閥根據(jù)材料金屬真空閥、玻璃真空活塞(考克)、塑料閥根據(jù)用途截止閥、隔離閥、放氣閥、節(jié)流閥、換向閥、封閉送料閥根據(jù)通道方式腳閥、直通閥、雙通閥、三通閥、四通閥.真空系統(tǒng)的零件玻璃真空活栓.真空系統(tǒng)的零件無(wú)油玻璃真空活栓液態(tài)金屬密封活栓玻璃磨口無(wú)油脂活栓.真空系統(tǒng)的零件隔膜閥門(mén)和球閥隔膜閥門(mén)球閥.真空系統(tǒng)的零件電磁閥和針狀閥門(mén)電磁閥微調(diào)真空閥.真空系統(tǒng)的零件超高真空閥門(mén)超高真空閥門(mén)用波紋管的超高空閥.真空系統(tǒng)的組裝技術(shù)組裝要求連接處密封不漏氣具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度分類不可拆的(永久的)連接可拆卸連接真空密封下可動(dòng)的連接(往真空中的運(yùn)動(dòng)傳遞).真空系統(tǒng)的組裝技術(shù)永久連接玻璃與玻璃的燒接金屬與金屬的焊接镴焊與釬焊金屬與玻璃的封接.真空系統(tǒng)的組裝技術(shù)可拆連接彈性體墊圈

(橡皮墊圈、人造橡皮墊圈).真空系統(tǒng)的組裝技術(shù)可拆連接金屬墊圈