真空常识介绍精.ppt
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1、真空常识介绍第1页,本讲稿共22页n真空状态的定义n真空状态的获得n真空的应用第2页,本讲稿共22页一、真空的定义n什么是大气压强 定义:定义:大气对大气中的物体所产生的压强叫做大气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。第3页,本讲稿共22页n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标准大气压标准大气压101325 Pa(牛顿米(牛
2、顿米2)1标准大气压=760mmHg=760(Torr)=1.013x105 Pa105 Pa 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第4页,本讲稿共22页n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
3、起来的空间区域就是处于一个真空状态第5页,本讲稿共22页n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)第6页,本讲稿共22页n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:105 103 Pa 2、低 真 空:103 10-1 P
4、a 3、高 真 空:10-110-6 Pa 4、超高真空:10-610-10 Pa 5、极高真空:10-10 Pa 第7页,本讲稿共22页二、真空的获得自然真空自然真空: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第8页,本讲稿共22页n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:泵能正常工作的
5、压强范围S 抽抽 速速Sm 最大抽速最大抽速第9页,本讲稿共22页 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。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泵、钛升华泵联合的无油系统第10页,本讲稿共22页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
6、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 PVK (1.1)式其中K是与温度有关的常数第11页,本讲稿共22页 右图表示机械泵转子在连续旋转过程中的四个典型位置。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P 0,泵内空腔体积为V,旋片转过半周后,根据(1.1)式则压强P 1为P1(V+V)P0V即N个循环后第12页,本讲稿共22页 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
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