培训系列之10(徐成海)真空低温技术与设备.ppt

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1、真空低温技术与设备主讲人：徐成海《真空技术》一.真空技术概况（巴德纯）二.真空工程理论基础（孙丽娜）三.干式真空泵原理与技术基础（巴德纯）四.真空系统组成与设计基础（岳向吉）五.真空获得设备原理与技术基础（张以忱）六.真空测量技术基础（刘玉岱）七.真空镀膜技术基础（张以忱）八.质谱原理与真空检漏（刘玉岱）九.真空冶金技术基础（王晓冬）十.真空与低温技术及设备（徐成海）东北大学第九期培训系列之1.绪论1.1真空技术与低温技术的关系真空技术和低温技术都诞生于17世纪，完善于19世纪，应用发展于20世纪。到目前为止，真空技术已成为一门通用性很强的科学，在空间

2、科学、原子能工业、电子科学、半导体、计算机、光学、食品、医药、冶金、化工、农业和轻工业等国民经济的各个领域都有相当程度的应用。真空技术在改造着世界。人类社会需要真空技术。低温技术也是一样，在空间科学、化工、农牧以及医药卫生等方面都有其独特的作用，在其他领域也有日益广泛的影响。没有真空技术就不可能获得超低温；没有低温技术就不能产生清洁的极高真空。低温技术的发展促进了真空科学；而真空技术的前进又带动着低温技术。已经形成了真空需要低温，低温离不开真空的局面。真空科学按照传统的说法可包括真空物理、真空获得、真空测量、真空应用四大方面的内容。而这四方面内容哪一方

3、面都需要低温技术。极低压和极低温是两个极端的物理条件，而真空物理中好多公式都离不开温度T。获得清洁的真空需要低温。低温技术离不开真空技术也是显而易见的。用各种方法获得的低温液体，必须在真空绝热的条件下保存和应用。杜瓦瓶、大型贮运冷液的各种槽车，既是低温容器，也是真空设备。任何一个真空技术研究室都有低温容器，任何一个低温技术研究室都有真空抽气设备，这就是真空技术与低温技术相互联系的见证。1.2真空低温技术概况真空的概念可以理解为低于一个标准大气压的气体状态，其法定测量单位为Pa（帕）。低温是描述一个系统冷热程度的状态，低温泛指低于周围环境温度的状态，其法

4、定测量单位为K（绝对温标），可以与℃（摄氏温标）通用。就真空和低温的成因而言，可分为“人造真空”和“自然真空”，“人造低温”和“自然低温”两种。“人造真空”是指由于和产和科研的需要，用各种真空获得设备对容器进行抽气而获得的低压空间。“人造低温”也是指根据人们的要求，用各种制冷剂对需要低温的地方制冷而造成的低温环境。两者共同的特点都要消耗能量。“自然真空”和“自然低温”都是天然造成的。根据使用习惯，人们通常按压力划分出几个不同的真空区域：低真空：1×105——1×102Pa中真空：1×102——1×10-1Pa高真空：1×10-1——1×10-6Pa超高

5、真空：1×10-6Pa以下当前，“人造真空”可获得1×10-13Pa，绝对真空（既0Pa）是永远无法实现的。1.3真空低温技术的应用目前真空技术与低温技术已不仅是分别应用，而是进入了两者结合应用效果更好的时代。宇宙研究缺了真空和低温这两个条件就不可能完成，而原子能物理、原子能工业及核聚变研究等领域的进展若说是靠真空和低温的进展来支持也决不过分。此外，在电子工业和化学工业的部分领域中，真空和低温已成为极其重要的因素。对极限状态下的事物进行所谓基础研究时，超高真空和极低温条件非常有用。如果详细叙述其具体应用，篇幅就太长了，这里仅简单地介绍几种常用的、本书准

6、备较详细研究的例子。1.3.1真空冷冻干燥目前，真空冷冻干燥技术（简称冻干技术）主要应用在医药、食品和新材料研制等领域。(1)医药工业(2)食品工业(3)生物体的保存(4)实验动物的处理(5)研制新材料1.3.2真空压力浸渍1.3.3真空保鲜(1)真空冷却(2)真空储藏（减压储藏）1.3.4空间真空低温技术(1)宇宙空间模拟(2)发射航天器的火箭(3)低温真空光学试验系统1.3.5真空绝热与低温容器(1)石油化工方面的应用(2)冶金工业方面的应用(3)机械工业方面的应用(4)电子工业方面的应用(5)卫生部门的应用(6)农业、畜牧业、林业方面的应用1.3

7、.6低温真空泵(1)红外天文卫星上的氦制冷(2)超导磁境装置的低温真空系统(3)重离子加速器的真空系统(4)低温泵在真空镀膜中的应用1.3.7低温真空技术的其他应用(1)大型超导线圈LCT(2)磁悬浮高速列车1.4真空低温技术与设备研究的内容由浅入深地介绍了真空低温技术的基本理论，真空获得备和低温获得设备，真空系统元件和低温系统元件，真空系统设计和低温系统设计等内容，便于自学。真空冷冻干燥技术与设备和真空压力浸渍技术与设备是低真空和普冷系统联合应用的典范，属于本书编著的重点。真空冷冻工艺是值得研究、不太容易掌握的技术，它受冻干物品，冻干机性能及其它多种

8、因素的影响，至今仍有冻干工艺的手艺，是艺术而不是科学的观点。低温容器和低温真空泵是真空和深冷系