《真空技术基础》PPT课件

《《真空技术基础》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、真空技术基础FundamentalVacuumTechnologyPlan:田永,沈烨,陈路Report:陈路1.真空的介绍2.真空的获得3.真空的测量“真空”这一术语译自拉丁文Vacuo，其意义是虚无。真空应理解为气体较稀薄的空间。在指定的空间内，低于一个大气压力的气体状态统称为真空。自然真空：宇宙空间所自然存在的人为真空：人类利用真空泵抽取所获得的绝对真空：完全没有气体的空间状态相对真空：气体稀薄，分子数较少的状态真空状态下气体稀薄程度称为真空度，通常用压力值表示。真空（Vacuum）真空技术的发展历史最早的真空获得和应用，可追溯到公元前六世纪，我国炼

2、铁技术就相当进步，为了熔化铁，在炼铁炉上配有鼓风设备。最初使用的叫“鞲[gōu]”的皮囊鼓风、“风箱”鼓风。还有更为典型的例子是中医的拔火罐。两千年前，它已在我国民间用作治病的工具。它很好地利用了空气热胀冷缩、蒸汽冷凝等物理现象来形成罐内真空。历史上有确切记载获得“真空”的却是欧洲人。1643年，意大利人托利拆里(Torricelli,Evangelista,1608-1647)做了大气压实验。他用一根一端封闭的细长玻璃管和一个盛水银的小槽，先将水银从玻璃管开口端灌入，直到灌满全管。然后压住开口，将玻璃管倒立在水银槽内，再打开压住的开口。此时玻璃管中的水银

3、高度逐渐下降，直到距离小槽液面以上760毫米时，就不再下降了。1654年德国人葛利克发明了活塞真空泵。他为了证明大气压的巨大力量，曾做过一次公开实验,他用两个直径119厘米的半球合起来，用真空泵将球内空气抽除，因而求得的表面上所受大气压是很大的横向分力，每个半球用8匹马，才能向相反方向拉开。因为该实验在德国马德堡做的，故被称为马德堡半球实验而闻名于世。1905年德国盖得发明了机械泵，1906年皮拉尼发明热阻真空计；之后，盖得又于1913年和1915年先后发明了分子泵、扩散泵；1916年贝克利发明了热阴极电离计。盖德发明的机械泵盖德发明的分子泵真空技术迅速从

4、低真空发展到高真空，高真空技术的发展势头一直延续到第二次世界大战。尤其是希克曼1936年发明了油扩散泵，潘宁1937年发明了冷阴极电离计，使得高真空技术在获得和测量两方面基本上已完善。直到今天，这些发明还运用在多数真空系统上。现代的有扩散泵今天的真空技术，已能获得和测量从大气压（105pa）到10-13pa，压力范围达18个数量级，并随着某些新应用的开拓而要求一步步地接近“理想真空”。今天的真空技术：105pa～10-13pa真空技术的应用领域电子技术、航空航天技术、加速器、表面物理、微电子、材料科学、医学、化工、冶金、日常生活等各个领域。（电子管、电视管

5、、加速器、电子显微镜、镀膜、杜瓦绝热）需要真空系统的微加工设备：电子束光刻设备，热CVD，镀膜设备，热处理设备等等真空量度单位1标准大气压=760mmHg=760Torr1标准大气压=1.013x105Pa1Torr=133.3Pa1mbar=100PaPSI:磅（力）/平方英寸。1MPa=145PSI760mmHgVacuumATM11单位帕/Pa托/Torr毫巴/mbar标准大气压1Pa17.5×10-31×10-29.87×10-61Torr133.311.3331.316×10-31mba1000.7519.87×10-41atm1.013×105

6、7601.013×1031真空（压强）单位真空度和压强压强越低，真空度越高；压强越高，真空度越低。国际单位：帕斯卡（Pascal）Pa常用单位：托（Torr）毫米汞柱（mmHg）巴（bar）标准大气压（atm）真空度可分为：压力范围和真空泵气流种类真空状态真空压力特性分析应用范围黏滯流(Viscousflow)初真空：10Pa~105Pa10Pa~105Pa气体分子间因黏滯力作用，气体运动有方向性，此方向与抽气方向相同工业应用（包装）過渡流(Transitionflow)中真空：10-2Pa~10Pa10-2Pa~10Pa真空度在10-6Torr以内时，水

7、汽占70%-90%CVD沉积技术分子流(Molecularflow)高真空：10-2Pa~10-6Pa气体分子跟管壁间碰撞教分子间碰撞多。气体分子间随意运动方向。溅射沉积技术超高真空：10-6Pa~10-10Pa原子表面和界面分析极高真空：<10-10Pa10-9Pa月球大气压强，10-15Pa星际空间压强超高真空超高真空为得到超纯的或精确掺杂的镀膜或分子束外延生长晶体创造了必要的条件，这促进了半导体器件、大规模集成电路和超导材料等的发展，也为在实验室中制备各种纯净样品（如电子轰击镀膜、等离子镀膜、真空剖裂等）提供了良好的基本技术。超高真空可以提供一个“原

8、子清洁”的固体表面，可有足够的时间对表面进行实验研究。这是一项重大