《真空基础知识》课件

真空基础知识欢迎学习真空基础知识。本课程将深入探讨真空的本质、应用及其在现代科技中的重要性。我们将从基本概念开始，逐步深入到复杂的真空系统和应用。什么是真空定义真空是指气压低于大气压的空间状态。相对概念真空并非绝对的无物质状态，而是相对于大气压的低压环境。程度真空程度可以从略低于大气压到接近绝对零压力。真空的产生1抽气使用真空泵从密闭容器中抽取气体。2冷凝将气体冷却至液化，降低容器内气压。3吸附利用特殊材料吸附气体分子，减少自由气体。真空的种类1低真空压力在1-760托2中真空压力在10^-3-1托3高真空压力在10^-7-10^-3托4超高真空压力在10^-12-10^-7托为什么需要真空防护避免空气中的污染物和氧化作用。精密操作为精密仪器和实验提供洁净环境。减少阻力在航天和粒子加速器中减少摩擦。真空的应用领域半导体制造芯片生产过程中需要超净真空环境。航空航天模拟太空环境，测试航天器性能。食品包装真空包装延长食品保质期。科学研究粒子物理、材料科学等领域的实验。真空的特性低密度气体分子稀少，分子间碰撞减少。高洁净度污染物和杂质大幅减少。绝缘性热传导和电导率降低。真空的单位1国际单位制标准单位。760传统单位，等于1个大气压。1常用单位，约等于1毫米汞柱。100工程中常用的压力单位。气体分子1运动特性气体分子在真空中做无规则热运动。2速度分布遵循麦克斯韦-玻尔兹曼分布。3温度关系分子平均动能与绝对温度成正比。分子的平均自由程定义气体分子两次碰撞间的平均距离。影响因素与气体压力、温度和分子大小有关。真空中变化压力降低，平均自由程增加。分子的碰撞频率1高压环境分子碰撞频繁。2中等真空碰撞次数明显减少。3高真空分子主要与容器壁碰撞。4超高真空分子间碰撞极少发生。真空度的测量压力测量直接测量气体压力。热传导测量利用气体热传导性变化。离子化测量测量气体电离产生的离子电流。真空计的分类机械真空计U型管真空计弹簧管真空计热传导真空计皮拉尼真空计热偶真空计电离真空计冷阴极电离真空计热阴极电离真空计机械真空泵工作原理通过机械运动排出气体。种类包括旋片泵、滑阀泵、隔膜泵等。特点可靠性高，适用于获得低真空和中真空。分子泵原理利用高速旋转叶片给气体分子传递动量。优点无油污染，抽速大，可获得高真空。应用广泛用于半导体制造和科学研究。扩散泵工作介质使用低蒸气压油或汞。原理高速蒸气流捕获并压缩气体分子。特点抽速大，可获得高真空，但有油返流风险。应用适用于大型真空系统和工业生产。涡轮分子泵1进气气体分子进入泵腔。2加速高速转子叶片加速气体分子。3压缩气体被压缩并向出口移动。4排气压缩气体被排出泵外。离子泵磁场强磁场束缚电子运动。电离电子碰撞气体分子产生离子。吸附离子轰击钛阴极，吸附气体。物理吸附泵工作原理利用低温表面物理吸附气体分子。常用液氮冷却。优点无油污染，抽速大，可获得超高真空。局限性需要低温制冷，对某些气体吸附能力有限。化学吸附泵1工作原理利用化学反应吸收气体分子。2吸气材料常用钛、锆等活性金属。3优点无机械运动部件，振动小，寿命长。4应用适用于超高真空和超净环境。真空系统的构成1真空室主要工作空间2真空泵产生和维持真空3真空阀门控制气体流动4真空计测量真空度5真空管道连接各部件真空系统的工作原理抽气真空泵开始工作，排出气体。降压系统压力逐渐下降。稳定达到所需真空度，维持平衡。应用进行真空处理或实验。真空系统的维护保养定期检查检查系统各部件的状态。润滑为机械部件添加适量润滑油。清洁保持系统内部清洁，防止污染。更换及时更换磨损部件和密封件。真空系统的安全操作培训操作人员必须经过专业培训。防护穿戴适当的个人防护装备。程序严格遵守操作规程和安全规范。应急制定应急预案，定期演练。真空工艺的基本步骤1预处理清洁工件，去除表面污染。2装载将工件放入真空室。3抽真空使用真空泵系统抽气。4工艺处理进行镀膜、热处理等操作。5冷却等待系统冷却至安全温度。6泄压缓慢向真空室充入空气。真空工艺的应用实例真空检漏的方法压力衰减法观察封闭系统压力变化。氦气检漏使用氦气作为示踪气体，精确定位泄漏点。声学检漏利用超声波探测泄漏产生的声音。真空环境下的材料行为脱气材料表面吸附的气体分子逐渐释放。升华某些材料可能直接从固态变为气态。摩擦变化缺少空气润滑，摩擦系数可能增加。热传导热传导主要通过辐射和传导，对流减少。清洁室的真空要求10颗粒物尺寸