真空概念真空獲得與真空泵真空測量定義：真空泛指壓力低于一個大氣壓的任何氣態(tài)空間。真空單位粗真空低真空

高真空超高真空真空度的劃分1.由理想氣體狀態(tài)方程PV=(m/M)RT可得n=7.2×1022P/T(個/m3)相對真空在標準狀態(tài)下，氣體分子密度n=3×1019個/cm3；1.33×10-4Pa高真空下，T=293K時，n=3.2×1010個/cm32.氣體分子平均自由程：氣體分子之間相鄰兩次碰撞的距離。s分子直徑，p為壓強，T為氣體溫度，k為玻耳茲曼常數(shù)。不同真空區(qū)域物理特性3.單位面積上分子與固體表面碰撞的頻率：

M和T分別為氣體分子的分子量和溫度。在普通高真空，例如時，對于室溫下的氮氣，，如果每次碰撞均被表面吸附，按每平方厘米單分子層可吸附個分子計算，一個“干凈”的表面只要一秒多鐘就被覆蓋滿了一個單分子層的氣體分子：在超高真空或時?！案蓛簟北砻嫖絾畏肿訉訉⑦_幾小時到幾十小時之久tML氣體分子覆蓋表面一個單原子層的時間真空的獲得與真空泵能夠從密閉容器中排出氣體或使容器中的氣體分子數(shù)目不斷減少的設備稱為真空泵。目前已經能夠獲得和測量從大氣壓力105Pa到10-13Pa。在真空獲得技術中，一種是通過某種機構的運動把氣體直接從密閉容器中排出；另一種是通過物理、化學等方法將氣體分子吸附或冷凝在低溫表面上。工作過程：氣體從入口進入轉子和定子之間偏軸轉子壓縮空氣并輸送到出口氣體在出口累積到一定壓強，噴出到大氣工作范圍及特點：Atmosphereto10-3

torr耐用，便宜油潤滑，污染缺點：返油、振動機械泵羅茨泵Rootspump隙縫不用油封，轉子較大轉速，無卡住危險。在一定壓強范圍有相當大抽速。渦輪分子泵氣體分子被高速轉動的渦輪片撞擊，向出口運動多級速度：30,000-60,000rpm.轉子的切向速度與分子運動速率相當Atmosphereto10-10

Torr油，潤滑油，電磁污染是最常見的HV/UHV泵.優(yōu)點基本沒有油的污染啟動和關閉很快缺點噪聲大，有振動。比較昂貴。液氮冷卻有很大表面積的分子篩Atm~10-3

Torr(可以用兩個泵交替工作)很容易飽和>200°C烘烤除去吸附的氣體簡單便宜,無油污染冷凝泵加熱油從噴嘴噴出，氣體分子與油分子碰撞，向出氣口運動需要水冷，前級泵10-3to10-7

Torr(to10-9

Torr，液氮冷阱)優(yōu)點耐用成本低，抽速快無震動和聲音缺點油污染

油擴散泵離子泵極板間加高壓(~5kV)電子螺旋運動(longerpath-length).氣體分子被電子離化，向陰極運動.離子注入陰極(Ti，Ta)，濺射陰極材料.濺射出的陰極材料與氣體反應，沉積在角落中或陽極上.10-4

Torrto10-11

Torr三極型離子泵提高對惰性氣體的抽氣效率優(yōu)點干凈，無油污染無運動部分，無振動，無噪音低功耗，使用時間長缺點對惰性氣體效率低每隔幾年需要對陰極材料進行再生真空測量3.1

熱偶真空規(guī)管測量原理：利用氣體的熱傳導現(xiàn)象，以氣體的熱導率隨氣體壓強的變化為基礎。熱絲的溫度∝氣體的壓強3.2

電離真空規(guī)管測量原理：足夠能量的電子,在氣體中與分子碰撞時能引起分子的電離，產生正離子及電子。電子在一定的飛行路程中與分子的碰撞次數(shù),正比與分子的數(shù)密度(單位體積分子數(shù)).產生的正離子數(shù)∝氣體的壓強低真空(atm~10-4

Torr)熱偶Pirani

真空計膜片式真空計高真空電離規(guī)IonGauge剩余氣體分析ResidualGasAnalyzer熱偶真空計

ThermocoupleGauge散熱與氣體壓強相關

加熱絲的溫度與氣體壓強相關用熱偶測量加熱絲的溫度

壓強PiraniGauge散熱與氣體壓強相關

加熱絲的溫度與氣體壓強相關加熱絲的電阻與溫度相關用平衡電橋測量加熱絲的電阻

壓強高真空測量：電離規(guī)(IonGauge)熱絲發(fā)射熱電子熱電子加速并電離氣體，離子被收集形成電流電流與壓強成正比1x10-9Torrto10-11Torr真空材料力學性能：容易加工成型.在所涉及的溫度下能保持強度并能經受反復的升降溫熱學性能：高溫下仍具有低蒸汽壓不同部分的熱膨脹系數(shù)應匹配氣體負載：不能多孔無裂縫和氣孔表面光滑Airadmittedbyregulator常用真空材料奧氏體不銹鋼，比如321,347,304鋼鋁或鋁合金，容易加工，放氣率低，但強度低，易變形陶瓷－玻璃化的氧化鋁，放氣率低，不易吸附氣體，可耐高溫(150