真空技术精品课件

1、真空技术第一张，PPT共三十七页，创作于2022年6月5.1 概述真空：低于大气压力的气体状态。单位：Pa低真空：10-1-103Pa；高真空：10-6-10-1Pa；超高真空：低于10-6Pa。真空技术的应用，发展了一系列的冶金新工艺，提高了产品质量，同时，出现了大量真空冶金物理化学问题待冶金工作者去研究。在现代分析测试技术中也需要真空技术的配合。2第二张，PPT共三十七页，创作于2022年6月真空在冶金中的应用： 1） 过滤； 2） 保存易腐物质； 3） 熔点、沸点下降，有利于干燥、提纯、分离； 4） 传热速度下降，有利于隔热； 5） 电绝缘性良好； 6） 分子碰撞机会少，可制作加速器；

2、7） 固体对气体吸附少，有利于物料的表面分析。3第三张，PPT共三十七页，创作于2022年6月5.2 真空获得抽真空：获得真空的过程，也叫排气。5.2.1 真空泵简介 真空泵：获得真空的设备。 前级泵：能使气压从一大气压开始变小的真空泵；出口压力1atm 次级泵：只能从较低的气压抽到更低的气压的真空泵；出口压力6.02102319第十九张，PPT共三十七页，创作于2022年6月5.3 真空的测量 测量真空的仪器叫真空计，也称真空规。 1、直接测量压力的麦克劳真空计，是一种绝对真空计，工作原理是气体方程，可用来校正其它真空计。绝对真空计测量时操作复杂，不能连续读数，测试工作缓慢。 2、利用与压强

3、有关的物理量的变化来间接测量真空的相对真空计，这一类真空计能连续快速测量，但准确度较低。这类仪器能做到数量级准确就可以了。 常用的相对真空计有热电阻真空计、热偶真空计、热阴极电离真空计等。20第二十张，PPT共三十七页，创作于2022年6月两种测量方式的比较： 汞柱：105102Pa 液柱 油柱：1041 Pa直接测量 麦氏规：10510-3 弹性元件：105104Pa 电容：10-110-3 热导式 电阻：10210-1间接测量 电偶：10-410-1 电离式 10-110-6 其它 10-6以上21第二十一张，PPT共三十七页，创作于2022年6月5.3.1 热电阻真空计1）构造：如图所示

4、 22第二十二张，PPT共三十七页，创作于2022年6月2）工作原理：当气体压强较高时，气体导热系数与压强无关，当气体压强较低时，气体导热系数与压强有关。热电阻真空计通过测量与温度有关的物理量(电阻)的变化来测量真空。 r1:具有高的温度系数；r2:具有低的温度系数； r3=r4，固定电阻。 随抽真空的进行，压强降到足够低时，因气体浓度降低，与热丝碰撞的气体分子减少，气体分子带走的热量减少，但加热电流不变，故热丝的温度随真空度的上升而上升,电阻发生变化。 电阻真空度 关系曲线。 测量范围：10210-1Pa，高、低真空不能测。 用补偿管代替r2减少室温的影响。23第二十三张，PPT共三十七页，

5、创作于2022年6月24第二十四张，PPT共三十七页，创作于2022年6月5.3.2 热偶真空计 热偶真空计的原理与热电阻真空计类似，只是热偶真空计测量的是温度的变化，如图5-8。25第二十五张，PPT共三十七页，创作于2022年6月 测量端实际上是一个热电偶，测量热丝温度的变化。测量时维持热丝加热电流不变，当热丝处在真空中时，随真空度上升，热丝温度上升，热电偶的输出电势增大，热电势的大小间接的反映了真空度的高低。热偶与热电阻两种真空计的优缺点： 优点：能连续读数，结构简单、使用方便，可远距离测量。系统突然漏气时真空计不会损坏。 缺点：读数与气体种类有关，刻度曲线不能通用；有热惯性；外界温度对

6、测量结果有影响；热丝表面情况对测量也有影响。26第二十六张，PPT共三十七页，创作于2022年6月5.3.3 热阴极电离真空计 27第二十七张，PPT共三十七页，创作于2022年6月1） 工作原理：电子通过稀薄气体时可使气体电离，在一定温度下，气压低于10-1Pa时，电离产生的正离子电流与电子电流的比值正比于气体压强： P I+/I- I+：正离子电流， I-：电子电流 如果定义压强为102Pa，电子电流为1mA时的离子电流K为电离真空计的灵敏度，则可得： PI+/KI-=I+/C（I-保持恒定时）C称为电离真空计的常数，取决于真空计的结构、连接线路、电子电流的大小以及两极的电位，也取决于残余

7、气体的种类。28第二十八张，PPT共三十七页，创作于2022年6月2）电离真空计的刻度和测量范围 电离真空计的刻度也是与绝对真空计相比较而得出的，除高压段和低压段外，在10-1 10-6Pa之间，其刻度曲线是一条很好的直线，因而热阴极真空计的测量范围在10-1 10-6Pa。不同气体的刻度曲线是不一样的。通常，热阴极电离真空计的刻度曲线是对空气作出的。如图:29第二十九张，PPT共三十七页，创作于2022年6月3）优缺点 优点：可连续读数、可远距离测量、体积小、惯性小；可用于制作超高真空计； 缺点：易损坏、正离子吸附可影响测量、玻璃与电极间的放气影响测量。30第三十张，PPT共三十七页，创作于

8、2022年6月复合真空计31第三十一张，PPT共三十七页，创作于2022年6月5.4 真空系统5.4.1 真空材料 金属管道 1）结构材料 玻璃管道 橡胶管道 2）密封材料：真空封油、真空封蜡、真空封泥、真空漆、环氧树脂。 当然，以上介绍的密封材料都是半永久性的。 永久性：焊接 静密封： 半永久性：封蜡、胶密封 可拆性：法兰、螺纹、磨口 动密封：活塞、密封圈32第三十二张，PPT共三十七页，创作于2022年6月5.4.2 常用附件真空活塞：有金属的，也有玻璃的；连接与开关真空阀门：同活塞冷阱： 可使某些气体在冷阱中被捕捉从而进一步提高真空度或对某些气体进行分离。5.4.3 真空清洁 1）橡胶制

9、件的清洁：氢氧化钠溶液； 2）玻璃零件的清洁：洗液； 5）金属制品的清洁：有机溶剂去油。33第三十三张，PPT共三十七页，创作于2022年6月5.4.4 真空系统抽气的几个术语（1) 气流量Q式中 V气体体积，m3 p压力，Pa t时间，s（2) 真空管路的流导C式中 Q气流量， Pa.m3/s p2， p1管道两端的压力。（3)抽气速率34第三十四张，PPT共三十七页，创作于2022年6月5.5 真空检漏检漏即寻找真空系统的漏点和漏气的原因； 工具：常用火花探测器（真空枪）。 首先，作静态实验检查系统是否漏气；如后图! 其次，如漏气，借助检漏工具检查易漏气的地方，通常是连接处和密封处及管道中的砂眼。 最后，找到漏气点，排除故