真空技术与设备1

真空技术是使气体压强低于地面大气压强的技术。真空是指压力远小于101.325 千帕（kPa）（ 即1大气压 ）的稀薄气体空间。在真空技术中除国际单位制的压力单位Pa外，常以托（Torr）作为真空度的单位。1 托等于 1 毫米高的汞柱所产生的压力，即1Torr＝133.3224Pa。按气体压力大小的不同，通常把真空范围划分为：低真空1×105 ～1×102Pa，中真空1×102~1×10-1Pa，高真空1×10-1～1×10-5Pa，超高真空1×10-5～1×10-9 Pa，极高真空1×10-9Pa以下。 　　真空技术包括真空的获得、测量和应用。 　　活塞泵、旋片泵等通过活塞或旋片的不断运动，改变泵体的体积，把气体排放出去，获得真空。扩散泵用高速运动的气流，把扩散到泵体的气体分子带走。此外还有利用低温表面来冷凝或冻结气体的低温泵，如液氦冷凝泵；利用吸气材料如活性炭等吸气作用的吸附泵，等等。 　　测量真空度即测量稀薄气体压强的量具叫做真空规或真空计。可分为绝对真空计和相对真空计两类。前者通过本身测出的物理量直接求出气压的大小，如 U 形管、薄膜计、麦克劳真空计（利用玻意耳定律），热偶真空计等；后者必须经过绝对真空计的校正才能测定气压，如电离真空计、皮拉尼真空计、阻尼真空计等。 　　利用真空与地面大气的压力差，可以输运流体、吸尘等。利用真空中气体分子密度小的特征，可以制造各种电真空器件如电光源 、 电子管等 。 真空环境有利于某些金属的焊接、熔炼，某些低熔点金属如Mg、Li、Zn等的分馏、纯化，以及某些活性金属如Ca、Li、Cs等的氧化物还原，真空环境(1～10-1Pa)下的低温脱水，真空干燥已成功地用于浓缩食品、奶粉，制造血浆等。同位素分离，大规模集成电路的加工，镀膜等也都需要在真空环境下进行。在科学研究中，例如表面物理实验，各种加速器、聚变反应和空间环境模拟等都离不开真空。