《真空常识介绍》PPT课件

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1、真空常识介绍真空状态的定义真空状态的获得真空的应用--一、真空的定义什么是大气压强定义：大气对大气中的物体所产生的压强叫做大气压强。简称大气压或气压地球周围被厚厚的大气层包围着，大气就象固体、液体一样也受到重力的作用，因而大气也能够产生压强；而且大气可以流动，象液体一样，大气内部向各个方向都有压强。--一个标准大气压为了确保标准大气压是一个定值，1954年第十届国际计量大会决议声明，规定标准大气压值为1标准大气压＝101325Pa（牛顿／米2）1标准大气压=760mmHg=760(Torr)=1.013x1

2、05Pa≈105Pa由于温度和海拔高度的影响，地球上不同纬度、不同季节的大气压是不一样的。通常我们日常生活的大气状态是一个比较接近1标准大气压的环境离地表越远的高度，空气越稀薄气压也就越低--马德堡半球实验为了证明大气压力的存在，1654年葛利克在德国的马德堡用两个直径为60厘米空心的铜半球紧紧地压在一起，然后用抽气机抽掉球内的空气，再各用八匹骏马朝两个相反的方向拉这两个半球。但是无论这16匹马如何努力，也未能将相互密合的两个半球分开这就是举世闻名的马德堡半球实验，而这两个半球密合起来的空间区域就是处于一个

3、真空状态--什么是真空状态真空是指压力低于一个标准大气压的任何气态空间真空是相对于大气而存在的一种空间状态。即：将某容器内的空气用一些方法除去，使之变成空气相对稀薄的状态。通常所说的真空并非是任何物质都不存在的“绝对真空”（理想意义上的真空，是完全不存在任何东西的空间）--真空状态的划分一般使用真空度来表征真空，真空度的高低又用压强的大小（Pa、Torr、mmHg）来做表示的为了表明空间气体稀薄程度的不同，通常将真空状态按照真空度划分为以下几个段：1、粗真空：105～103Pa2、低真空：103～10-1P

4、a3、高真空：10-1～10-6Pa4、超高真空：10-6～10-10Pa5、极高真空：＜10-10Pa--二、真空的获得自然真空：气压随海拔高度增加而减小，存在于宇宙空间人为真空：用真空泵抽掉容器中的气体1654年，德国物理学家葛利克发明了真空泵。从此，随着各种各样真空泵的不断发明，人类就可以依靠它们来抽走密闭空间内的气体，来获得不同真空度要求的人为真空。真空泵成为获得人为真空的关键设备--真空泵抽气原理及工作范围真空泵的主要参数抽气速率：单位时间内泵的抽气能力极限真空：泵所能获得的最低压强工作范围：泵能

5、正常工作的压强范围S抽速Sm最大抽速--上表可以看出每一种真空泵都有一个工作范围，目前没有任何一种真空泵可以从大气压一直工作到接近超高真空的。为此，必须将几种泵联合使用，如机械泵、油扩散泵联合的有油系统和吸附泵、溅射离子泵、钛升华泵联合的无油系统--1、旋片机械泵常见的机械泵有旋片式、定片式和滑阀式等。旋片式的噪声小，运行速度高，被广泛应用在真空镀膜机上。主要结构如右图所示机械泵的工作原理是基于玻意耳-马略特定律的基础上的PV＝K（1.1）式其中K是与温度有关的常数--右图表示机械泵转子在连续旋转过程中的四

6、个典型位置。随着转子的旋转，不断进行吸气、压缩和排气的过程。假设被抽容积为V，初始压强为P0,泵内空腔体积为△V，旋片转过半周后，根据（1.1）式则压强P1为P1（V+△V）＝P0V即N个循环后--机械泵的定子和转子间存在影响抽真空的有害空间,泵的抽速随着压强降低而减小。为了减少有害空间的影响通常采用双级泵，双级泵右两个转子串连而成，其中一个转子的出气口为另一个转子的进气口，这样可以将极限真空的单极泵的1Pa提高到10-2Pa机械泵油的作用非常重要，它起着很好的密封和润滑作用。泵油基本要求是低的饱和蒸气压，

7、一定的粘度和较高的稳定性。但是普通机械泵对于抽走水蒸气等可凝气体有很大困难。当蒸气在腔内压缩，压强达到饱和蒸气压时，水蒸气就开始凝结成水，并与泵油形成一种悬浊液。不仅影响泵油的密封和润滑，还会造成泵壁生锈。为此在气体尚未被压缩前，通过气镇阀渗入一定量的气体来帮助打开排气阀片，减少水气的凝结。气镇阀在抽气的起始阶段使用不会影响极限真空，但是到了一定程度后继续使用就会降低泵可以达到的极限真空--左转子由0°转到180°的抽气过程：在0°位置时（图a）左转子从泵入口封入v0体积的气体。当转到45°位置时（图b），

8、该腔与排气口相通。由于排气侧压强较高，引起一部分气体返冲过来。当转到90°位置时（图c）左转子封入的气体，连同返冲的气体一起排向泵外。这时，右转子也从泵入口封入v0体积的气体。当转子继续转到135°时（图d）右转子封入的气体与排气口相通，重复上述过程。转子主轴旋转一周共排出四个v0体积的气体2、罗茨泵--罗茨泵的转子之间、转子与泵壳内壁之间，保持有一定的间隙，可以实现高转速运行且没有卡住的危险。由于罗茨泵是一种无