《真空系统》PPT课件

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1、现代实验技术内容与目的介绍各种与光电子微电子有关的实验技术的基本原理通过实验，掌握使用相关的实验技术，进行科研训练，达到培养创新思维和动手能力第一章：真空技术低于正常大气压的气体状态的特定空间，称为真空特点：1、真空容器内外存在气压差2、气体分子之间或分子与其他质点之间的碰撞很少（气体的密度n很低）真空的度量p=nkTn-m3,T-K,p-Pa=N/m2（帕斯卡）度量单位：标准大气压＝1.01325105Pa一个标准大气压的1/760＝1乇1乇＝1.333224102Pa真空度的划分粗真空760-10乇低真空10-10-3乇高真空10-3-10-8乇超高真空10-

2、8-10-12乇极高真空<10-12乇不同真空度下的测量方法在低真空时采用热偶真空计热偶真空计是以铁－康铜，铜－康铜或康铜－镍鉻等材料组成热丝加恒定的电流（mA级）热平衡时具有确定的温度，热电偶产生相应的电动势，热电偶的热端温度与热丝周围散热情况有关，在低真空下以气体热传导为主，因此热端温度与气体压强有关，当气压增大，热传导能力强，使热端温度降低，热电动势小，反之，热电动势增大，由此测定真空度高低热电偶真空计校准曲线热偶真空计在使用前应按照管壳上记录的加热电流进行校正，长时间使用使用后，必须进行重新校对热偶真空计工作范围在1-10-3乇之间，要预防热丝氧化，必须先让系

3、统的真空度达到一定（大约用旋片泵抽半小时后，达到粗真空）才能使用如果气压太低，则热辐射和引线传热起主要作用，热端温度随气体压强变化不显著，这时应采用真空电离计来测量在高真空（低于10-3乇）采用电离真空计利用气体分子收电子碰撞而电离，用一个离子收集极将这些离子收集起来，产生的离子数目与气体密度成比例真空的测量电离真空计实物图真空的获得使用真空泵获得真空真空泵的类型：压缩型、捕获型压缩型：机械泵（包括涡轮分子泵）、扩散泵捕获型：吸附泵、钛升华泵、溅射离子泵、低温泵真空泵的工作参数旋片泵：10－3乇（单级），10-4乇（双级）吸附泵：10-5乇涡轮分子泵：10-4乇－10

4、-9乇油扩散泵：10-4乇－10-8乇溅射离子泵＋钛升华泵<10-10乇污染旋片泵旋片泵的应用旋片泵主要由定子、转子、旋片、定盖、弹簧等零件组成。其结构是利用偏心地装在定子腔内的转子（转子的外圆与定子的内表面相切两者之间的间隙非常小）和转子槽内滑动的借助弹簧张力和离心力紧贴在定子内壁的两块旋片，当转子旋转时，始终沿定子的内壁滑动。工作原理：定子腔内高速旋转的偏心转子，使进气腔容积周期性扩大而吸气，排气腔的容积周期性缩小而压缩气体，并借助压缩气体的压力推开排气阀门，使待抽容器的气压下降1-泵体;2-旋片;3-转子;4-弹簧;5-排气阀两个旋片把转子、定子内腔和定盖所围成

5、的月牙型空间分隔成A、B、C三个部分，当转子按图示方向旋转时，与吸气口相通的空间A的容积不断地增大，A空间的压强不断的降低，当A空间内的压强低于被抽容器内的压强，根据气体压强平衡的原理，被抽的气体不断地被抽进吸气腔A，此时正处于吸气过程。B腔的空间的容积正逐渐减小，压力不断地增大，此时正处于压缩过程。而与排气口相通的空间C的容积进一步地减小，C空间的压强进一步的升高，当气体的压强大于排气压强时，被压缩的气体推开排气阀，被抽的气体不断地穿过油箱内的油层而排至大气中，在泵的连续运转过程中，不断地进行着吸气、压缩、排气过程，从而达到连续抽气的目的。    排气阀浸在油里以

6、防止大气流入泵中，油通过泵体上的间隙、油孔及排气阀进入泵腔，使泵腔内所有运动的表面被油覆盖，形成了吸气腔与排气腔的密封，同时油还充满了一切有害空间，以消除它们对极限真空的影响。双级泵双级旋片式真空泵由两个工作室组成，两室前后串联，同向等速旋转，Ⅰ室是低真空级，Ⅱ室是高真空级，被抽气体由进气口进入Ⅱ室，当进入的气体压力较高时，气体经Ⅱ室压缩，压强急速增大，被压缩的气体不仅从高级排气阀排出，而且经过中壁通道，进入Ⅰ室，在Ⅰ室被压缩，从低级排气阀排出；当进入Ⅱ室的气体压力较低时，虽经Ⅱ室的压缩，也推不开高级排气阀排出，气体全部经中壁通道进入Ⅰ室，经Ⅰ室的继续压缩，由低级排气

7、阀排出，因此双级旋片式真空泵比单级旋片式真空泵的极限真空高。旋片泵的用途及使用范围1.旋片泵是用来对密封容器抽除气体的基本设备之一。它可单独作用，也可作为增压泵、扩散泵、分子泵等的前级泵，维持泵，钛泵的预抽泵用。可用于电真空器件制造、保温瓶制造、真空焊接、印刷、吸塑、制冷设备修理以及仪器仪表配套等。因为它具有体积小、质量轻、操声低等优点，所以更适宜于实验室里使用。2.在环境温度540范围内，进气口压强小于1.3X103帕的条件下允许长期连续运转，被抽气体相对湿度大于90%时，应开气镇阀。3.进气口连续畅通大气运转不得超过一分种。4.不适用于抽除对金属