《真空科学的发展及应用》教案.docx

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1、一、真空科学进展的历史回忆人们或许是受翻译国外书刊的影响，通常在回忆真空科学进展史时，常常误认为1643 年托里析利的压力试验和1650 年葛利抑制造抽气机是对真空这一现象的最早觉察，其实早在公元前六世纪我国在冶铁技术中即承受了风箱鼓风法，那时称风箱为“鞲鞴”。战国时期“老子道德经”一书说“鞲鞴”是虏而不屈、动而愈出”， 这是利用真空吸气原理的有记载的描述。而欧州到十六世纪才制造这种设备。中国晋朝炼丹家和医生葛洪 (公元 218 3l6 年)在“肘后备急方”中所介绍的利用气体的热胀冷缩、制造的“拔火罐”医疗法、正是真空技术在医学上应用的具体例证。由于发生在火罐里的现象正是一个获得真空和应用真空

2、的完好过程。这种获得真空的方法比托里析利用水银赶走玻璃管中的大气而获得的真空方法还要高 明。由于在罐内燃纸加热大气、不但能赶走罐内的局部大气，而且还可以把罐中的氧气烧掉、这至少可以使罐中产生五分之四个大气压力的真空。即相当于在罐中获得 6 104Pa 的低压。至于葛利克的抽气机与我国古代所承受的风箱抽气比较，在抽气原理上是一样的。不过在我国“天工开物”一书中记载的利用“风箱鼓风炼铁”要比葛利克抽出他的“金属半球”中的气体，在时间上至少早几百年，因此在我们回忆真空科学进展历程时，是不应当遗忘我们的祖先、对人类在早期进展真空技术所做出的奉献。二、真空及其应用1、真空的含义及特点在真空科学中，真空的

3、含义是指在给定的空间内低于一个大气压力的气体状态。人们通常把这种淡薄的气体状态称为真空状况。这种特定的真空状态与人类赖以生存的大气在状态相比较，主要有如下几个根本特点： 1 真空状态下的气体压力低于一个大气压，因此，处于地球外表上的各种真空容器中，必将受到大气压力的作用，其压强差的大小由容器内外的压差值而定。由于作用在地球外表上的一个大气压约为 10135N/m2，因此当容器内压力很小时，则容器所承受的大气压力可到达一个大气压。不同压强下单位面积上的作用力，如表 1 所示。表 1 不同压力下单位面积上的作用力压力 (Pa)作用力 (kg/cm2 )压力 (Pa)作用力 (kg/cm2 )105

4、1033285 1036.79755 10-25 1046.79755 10-11 1031.35951 10-23 1044.07853 10-15 1026.79755 10-31 1041.35951 10-11 1021.35951 10-3 2 真空状态下由于气体淡薄，单位体积内的气体分子数，即气体的分子密度小于大气压力的气体分子密度。因此，分子之间、分子与其他质点如电子、离子等之间以及分子与各种外表如器壁之间相互碰撞次数相对削减，使气体的分子自由程增大。表 2 给出了常温下大气分子平均自由程与大气压力的关系。表 2常温下大气分子平均自由程与大气压力的关系大气压力(Pa)平均自由程

5、(cm)大气 压力 (Pa)平均自由程 (cm)1056.5 10-61 10-35 1021035 10-41 10-65 10-51025 10-31 10-95 1081 10-15 1001 10-45 10133 真空状态下由于分子密度的减小，因此做为组成大气组分的氧、氢等气体含量 ( 也包括水分的含量 ) 也将相对削减。表 3 给出了标准大气的成份。碳H2氢CH4甲烷N2O 氧化二氮O3 臭氧SO2 二氧化硫NO2 二氧化氮NH3 氨17.030610 痕迹量0 痕迹量0 痕迹量表 3 标准大气的成分成分分子量容积百分比重量百分比分压强托N2氮28.01347.08475.5205

6、93.44O2氧31.998820.94823.142159.20Ar 氩39.9840.9341.2887.10CO2 二氧化44.009953.14 10-24.8 10-22.4 10-1*Ne氖20.1831.82 10-31.3 10-31.4 10-2He氦4.00265.24 10-46.9 10-94.0 10-3Kr氪83.801.14 10-43.3 10-48.7 10-43.9 10-36.6 10-5Xe氙131.308.7 10-65 10-53.5 10-64 10-42.0159416.043032 10-41 10-41.5 10-344.01285 10-5

7、8 10-44 10-347.9982夏： 07 10-601 10-505 10-5*冬： 02 10-600.3 10-501.5 10-5*64.062801 10-402 10-408 10-4*46.05502 10-603 10-6901.5 10-5*CO 一氧化碳28.01055I碘2253.80880 痕迹量01 10-60 痕迹量09 10-50 痕迹量08 10*6* 表示随时间、地点而变化的值真空的这些特点、已被人们在丰富的生产与科学试验中加以利用，这一点我们将在下节中详述。2 、不同真空状态下的真空工艺技术随着气态空间中气体分子 密度的减小，气体的物理性质发生了明显的

8、变化， 人们就是基 于气体性质的这一变化，在不同的 真空状态下、应用各种不同的真空工艺、到达为生产及科学争论效劳的目的 。 目前 ， 可以说 ， 从每平方厘米外表上有上百个电子元件的超大规模集成 电路的制造，到几公里长的大型的运转，从民用装饰品的生产到受控核聚变、人造卫 星、航天飞机的问世， 都与真空工艺技术亲热相关。不同真空状态下 所引发出来的各种真空 工艺技术的应用概况如表 4 所示。表 4 不同真空状态下各种真空工艺技术的应用概况真空状态气体性质应用原理应用概况1. 真空吸引和输运固体、液体、胶气体状态与常体和微粒；粗真空压相比较只有 利用真空与大气105 103分子数目由多Pa变少的变

9、化， 而无气体分子的压力差产生的力及感差力均匀2. 真空吸盘起重、真空医疗器械；3. 真空成型，复制浮雕；76010空间特性的变Torr 化分子相互间碰撞频繁的原理实现真空的力学应用4. 真空过滤；5. 真空浸渍。低真空利用气体分子密 1. 黑色金属的真空熔 炼 ， 脱度降低可实现无 气 、 浇铸和热处理氧化加热利用气压降低时气体的 2. 真空热轧、真空外表渗铬； 气体分子间， 热传导及对流逐103 10-1分子与器壁间 渐消逝的原理实 3. 真空绝缘和真空隔热；Pa的相互碰撞不 现真空隔热和绝1010-3相上下，气体 缘分子密度较小4. 真空蒸馏药物、油类及高分子化合物；Torr利用压强降低

10、液体沸点也降低的 5. 真空冷冻、真空枯燥；原理实现真空冷冻真空枯燥6. 真空包装、真空充气包装；7. 高速空气动力学试验中的低压风洞1. 稀有金属、超纯金属和合金、半导体材料的真空熔炼和精制；常用构造材料的真空复原冶金；2. 纯金属的真空蒸馏精练；放射性同位素蒸发；高真空10-1 10-6分子间相互碰撞极少、分子与器壁间碰撞利用气体分子密度小任何物质与剩余气体分子的3. 难熔金疆的真空烧结；4. 半导体材料的真空提纯和晶体制备；5. 高温金相显微镜及高温材料实Pa频繁化学作用徽弱的特点进展真空冶验设备的制造；10-310-8气体分子密度 金、真空镀膜及6. 真空镀膜，离子注入膜一刻蚀 Tor

11、r 小真空器件生产等外表改性；7. 电真空工业的电光管、离子管、电子源管、电子束管、电子衍射仪， 电子显微镜、 x 光显微镜，各种粒了、能谱仪、核辐射谱仪， 中子管、气体激光器的制造；8. 电子束除气、电子束焊接，区域熔炼，电子束加三、真空科学的应用领域真空科学的应用领域很广，目前已经渗透到车辆、土木建筑工程、机械、包装、环境保护、医药及医疗器械、石油、化工、食品、光学、电气、电子、原子能、半导体、航空航天、低温、专用机械、纺织、造纸、农业以及民用工业等工业部门和科学争论工作中。现就其主要的几个部门简述如下：1 真空在输运、吸引、起吊及真空造型等设备中的应用真空输运、吸引及起吊设备、都是利用真

12、空与大气间存在压力差所产生的力来做功的。由于这种机械能存在着压强处处均匀的特点，因此可确定密接地施加到任何外形的平面上。目前、这些真空设备大多用在吸鱼、粮食、面粉、煤粉、烟草、水泥、泥浆、纸浆、粉状矿物粉状化工产品，水泥地板，预制板、机场及大路水泥跑的快速吸干、车间起吊、机床夹具，玻璃装运，吸乳、吸尘。人工流产吸引胎儿：吸痰、吸胸膜积水、脓液、吸肠以及吸引原子弹爆炸所产生的辐射尘埃等生产作业中。这些设备均具有构造简洁，易于操作维护、运输、起吊吸引过程中无震惊、生产效率高、运送易损坏物件安全牢靠、对环境无污染等特点。因此具有宽阔的应用范围和前景。真空造型也是利用压差力的一个重要方面，近年来在立体

13、军用地图、盲人书籍、示数摸型、高级陶瓷、混凝土予制件、电冰箱洗衣机板件、玩具、复制浮雕和文物、行波管和返波管中的细旋支柱成形、质谱仪中分析室以及微波系统的波导制作方面、都广泛的承受了这一技术。真空力学应用的另一个领域是真空过滤和真空浸渍。目前化工，制糖，水泥等工业部门已开头大量承受的连续真空过滤、很简洁将粘度大的悬浮液利用压差力的作用、通过微细筛孔而将其悬浮液中的液体与固体分别。在染料工业中利用真空过滤法可以大量节约棉布。真空浸渍是把片状或纤维状的疏松物质，进展先抽真空，再在液体中浸渍充填一些的物质的一种型工艺。这种工艺用在含油轴承、鱼网纤维、皮革、非电解电容，变压器、电动机定子线圈等产品上已

14、经显著的提高了产品质量。此外这种工艺对疏松劣质木材进展聚脂树脂浸，对铅笔木进展蜡类浸渍使其转变原有的自然性能到达化劣质为优质的目的、并已到达了予期的效果。2 真空在电真空器件中的应用由于各种电真空器件的工作原理是基于电场、磁场来掌握电子在空间的运动借以到达放大、振荡、显示图象等目的。因此避开电子与气体分子间的碰撞，保证电子在空间的运动规律，防止放射热电子的阴极氧化中毒，把电子器件内抽成不同电真空器件所要求的不同真空度、保证电子器件的正常工作，是确定必要的。目前电真空工业中所生产的电真空器件主要有各种电子管 ( 整流管、放射管、收信管、速调管、行波管、磁控管、光电管等 ) ；各种离子管 ( 泵弧

15、整流管、引燃管、计数管、闸流管、噪音管、雷达电线开关等 ) ；各种电子束管 ( 示波管、摄象管、显象管、 x 光管、变象管等 ) ；各种电光源管 ( 照明灯，光谱灯、仪器用灯等 ) 以及中子管、电子衍射仪、电子显微镜、 x 光显微镜，各种粒子、质谱仪、核辐射谱仪、气体激光器以及利用真空中电子束进展除气、熔炼、区域提纯、难熔金属和介质的熔化和钻孔，开槽切割、放射性同位素的蒸发，难熔金属的焊接等很多方面。这些电子器件及工艺，在近代科学和近代大工业生产中所起的作用是不言而喻的。这里不再赘述。3 直空在冶金工业中的应用在真空中对金属及其合金进展真空冶金范围很广，包括真空蒸馏、矿石及其半产品的真空分别，

16、金属化合物真空复原、钢液炉外真空脱气和精炼、金属真空熔铸、真空烧结，真空热处理、真空钎焊及真空固态接合等多种工艺方法。真空冶金工业自二十世纪五十年月进展以来之所以得到极为广泛地应用，是由于真空环境在冶金过程中具有一系列的特点所致。首先是真空环境中物质与剩余气体分子间的化学作用格外微弱，因此格外适宜对黑色金属、稀有金属，超纯金属及其合金、半导体材料的熔炼和精制。其次，在真空环境中可通过降低单一气体分子的分压强、到达钢液脱气精炼、真空碳脱氧的目的。真空环境的另一个特点还在于它在较低的温度下、具有进展肯定反响的力量，例如在同样温度下，有些反响过程在大气中则难以进展，但是在低压下就格外简洁。这就是真空

17、化合物分解和有色金属冶炼的根本原理。表 4 给出了各种不同真空冶金领域中所承受的各种工艺方法和它们的适用范围。供读者参阅。表 4 中给出的真空冶金中，尚应包括真空镀膜工艺，但是由于这一领域，目前已成为真空外表处理技术中的一个重要组成局部，因此我们将在下一节中详述。表 5 真空冶金的主要领域、工艺方法及其适用范围领域工艺方法运用范围铁镍钴铜铍铀系金属及其合金真空感应熔炼钛铍系金属及其合金、铁镍钴系高级合金钢、铀系合金、硅、锆、铁、铌、铂的区域精炼自耗电极真空弧熔炼真非 耗电极真空电弧熔炼铁镍钴系高级合金钢及低合金钢，高级合金钨铝铑钽钛系金属及其合金铀钛锆及碳化铀熔炼真空弧热源在水冷铜坩埚中精钛锆

18、钼铌钨钽及铀等金属合金空炼及铸造真空电子束熔炼同时在水冷铜 钨、钼、铌、钽、铪、铍等尔难熔金属及熔坩埚中凝固成锭全金高级合金钢、超级合金、起纯金属电子束热源在水冷 铜坩埚中皮 铝、钼、铌、钽、锆、钛等，滚球轴承钢炼壳精练然后进展离子铸造或精密铸造等，高级合金钢溢流法电子束多重熔床熔炼及高纯金属、高纯合金及高级合金钢冷凝成锭等离子弧熔炼合金钢及工具材料等离子弧重熔钛及合金钢等离子弧感应熔炼耐热钢及耐热合金真空精练合金钢精练及脱气钢包静态真空脱气处理合金钢真真空浇注碳钢合金钢大锻件钢锭空倒包脱气构造钢出钢脱气与电炉组合处理各种合金钢脱出钢脱气加真空浇注大钢件钢锭处理浇注出钢脱气加例包脱气各种钢气提

19、升处理 DH 法碳钢、低合金锡、弹簧钢、轴承钢、不锈钢电工钢及循环处理 RH 法同上炉电磁搅拌真空脱气轴承钢、超高强度钢真空钢包吹氩低合金钢真空电弧加热脱气高合金钢外真空吹氧脱碳精练不锈钢及其他合金、高纯铁素体不锈钢电弧加热电磁搅拌真空精炼合金钢、不锈钢、轴承钢精真空吹氧精炼不锈钢炼氩氧精炼不锈钢、构造钢、轴承钢、工具钢水蒸气混氧精炼不锈钢、猛铬钢真铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不 真空退火锈钢、工具模具钢、钼、铝、钛、锆、铀、空铜、钛合金真空气体淬火真空高压气淬热高速钢、马氏体铬钢、冷作工具钢、热处工具钢、钛合金铸件真空油淬火工具钢、高速钡处电子束淬火活塞环槽脊、汽车凸轮轴及有关零件辉光

20、离子氮化铬钢、高速钢、球未铸铁零件理真空渗碳真空离子渗碳轴凿轮模具等零件真电子束焊接空难熔金属活性金属、耐热钢、不锈钢、弹簧钢、高速钢不锈钢、铝和铝合金、钛及其合金铍与不真空钎焊锈钢、铍 - 钛、铍 - 铌、铍 - 陶瓷接镍悬超合金，钛合金 Cu-Ni ， Ti- 钢真空固态结合集中焊合烧结性磁铁、不锈钢零件有机油类、合成树脂原料、高级酒精、高级脂肪酸、维生素 A 、 E 、苯乙烯、香真空蒸馏浓缩真空蒸馏乙醇、制酒、香精分别、钛给锆去掉镁杂质和二氧化碳和结晶真空浓缩合成氨、合成尿素、制盐糖、制酸、合成洗涤剂、制碱、浮制品、果汁、果酱真空结晶氯化钾、氯化钠、合成尿素、合成氨真空真空精类冶金Cu-

21、Nb 、铜 - 钢高纯度耐热金属及合金，复合金属、高磁4 、真空在镀膜工业中的应用真空镀膜技术是真空应用技术的一个重要分支，它已广泛地应用于光学、电子学、能源开发，理化仪器、建筑机械、包装、民用制品、外表科学以及科学争论等领域中。真空镀膜所承受的方法主要有蒸发镀、溅射镀、离子镀、束流沉积镀以及分子束外延等。此外还有化学气相沉积法。假设从真空镀膜的目的是为了转变物质外表的物理、化学性能的话，这一技术又是真空外表处理技术中的重要组成局部，其分类如表 6 所示。现就其几个主要应用方面做一简洁介绍。首先在光学方面，一块光学玻璃或石英外表上镀一层或几层不同物质的薄膜后，即可成为高反射或无反射即增透膜或者

22、作任何预期比例的反射或透射材料，也可以作成对某种波长的吸取，而对另一种波长的透射的滤色片。高反射膜从大口径的天文望远镜和各种激光器开头、始终到型建筑物的大窗镀膜茉莉，都很需要。增透膜则大量用于照相和各种激光器开头、始终到型建筑物的大窗镀膜玻璃， 都很需要。增透膜则大量用于照相机和电视摄象机的镜头上。在电子学方面真空镀膜更占有极为重要的地位。各种规模的继承电路。包括存贮器、运算器、告知规律元件等都要承受导电膜、绝缘膜和保护膜。作为制备电路的掩膜则用到铬膜。磁带、磁盘、半导体激光器，约瑟夫逊器件、电荷耦合器件 CCD 也都甬道各种薄膜。在显示器件方面，录象磁头、高密度录象带以及平面显示装置的透亮导

23、电膜、摄像管光导膜、显示管荧光屏的铝衬等也都是承受真空镀膜法制备。在元件方面，在真空中蒸发镍铬，铬或金属陶瓷可以制造电阻，在塑料上蒸发铝、一氧化硅、二氧化钛等可以制造电容器，蒸发硒可以得到静电复印机用的硒鼓、蒸发钛酸钡可以制造磁致伸缩的起声元件等等。真空蒸发还可以用于制造超导膜和惯性约束巨变反响用的微珠镀层。此外还可以对珠宝、钟表外壳外表、纺织品金属花纹、金丝银丝线等蒸镀装饰用薄膜，以及承受溅射镀或离子镀对刀具、模具等制造超硬膜。近两年内所兴起的多弧离子镀制备钛金制品，如不锈钢薄板、镜面板、包柱、扶手、高档床托架、楼梯栏杆等目前正在盛行。表 6 真空外表处理技术的分类外表处 处理方法理目的粒子

24、运动能量工作方式等离子体高真空电阻加热蒸发加子束蒸发真空蒸发镀膜0.11ev等离子熔射辉光放电分解真空电弧蒸发真空感应蒸发分子束外延放电方式：直流、沟通、高频薄膜沉积外表PVD 溅射真空厚度增加10100ev电极数值： 2 级、 3级、 4 级离子束溅射镀膜镀膜反响溅射、磁控溅射、对向靶溅射直流二级型多阴极型真空离子镀膜数105000ev单一离子束镀膜ARE 型、增加 ARE集团离子束镀膜HCD 型高频型CVD低压等离子化学气相化学反响热 等离子增加化学气和沉沉积集中积 PCVD LPCVD 离子束刻蚀微细加高频溅射刻蚀工外表厚度削减离子刻蚀数百 ev 数kev反响离子束刻蚀等离子刻蚀电子束刻

25、蚀反响离子刻蚀X 射线曝光外表改性不改 离子注入变外表厚度数kev1000kec活性离子冲击离子氮化离子注入5 真空在食品包装及冷冻枯燥工业中的应用近二十年来利用真空气氛对食品进展保鲜的包装技术进展较快。由于这种包装不但具有免除氧气使食品不易腐烂变质，贴体和充气包装即可不受昆虫危害又可抑制霉菌生长，可提高和延长食品保鲜程度和存放时间等特点，而且包装设备大多构造简洁，操作便利，价格低廉，承受的塑料包装材料本钱低、美观大方、易于普及。真空包装的食品种类较多，如榨菜、大头菜、海带、香肠、扒鸡、烧鸭、豆制品、奶粉、麦乳精等等。由于颖的产品从收获到另售过程中所经过的中间环节时间较长，损失严峻易提高销售价

26、格，而真空包装工艺的推广，将使颖产品的价格和冷藏费用降低，从而可缓和供需之间的矛循。因此真空保鲜必将成为潜力极大的市场而活泼在人们的生活中。真空冷冻枯燥技术最早消灭于二十世纪初，近年来进展很快。这是由于它与通常的热晒、热风枯燥，红外枯燥，高频枯燥相比较具有很多的优点。由于冷冻枯燥的工艺过程是先将被干物料冻结，然后抽真空，使物料中已冻结成冰的水份不经过液态而直接升华去掉。因此冻干后的制品、不但可以呈现多孔性状态而保持原来的外形，便其加水后易恢复原状，而且低温枯燥还可以防止物料热分解。同时由于真空气氛下枯燥的物料免除了氧化作用，因此枯燥后的制品，其物理、化学和生物性能可完全不变。真空冷冻枯燥的应用

27、范围正在逐年扩大。具应用实便如表 7 所示。表 7 真空冷冻枯燥的应用范围及实例应用范围生物体保存贵重或热敏性药物生产食品制作与保存微粉末枯燥应用实例血浆、细菌、动脉、骨骼、皮肤”、角膜、神经组织酶、疫苗、激素、各种抗生素咖啡、海产品、水果、调味品氨基酸、金属粉、矿物粉6 真空在航天工业中的应用真空科学与航天技术亲热相关的主要环节来至于空间的环境模拟，由于运载火箭、人造卫星、载人飞船、空间站、宇宙探测器以及航天飞机等各种空间飞行器，在空间飞行的过程中、都是在宇宙的自然真空中进展的。因此他们除了直接的受到空间真空环境的影响外，还要受到太阳辐射、各种带电粒子及温度的影响。这些因素将造成材料性能的转

28、变或损伤；仪器灵敏度的失灵，从而会破坏这些飞行器的工作，甚至会造成宇航员的伤亡。为此，在地面上建立模拟空间环境的宇宙空间模拟试验装置，是格外必要的。由于只有在各种飞行器上天之前通过地面的模拟试验。把握航天器在空间工作的条件和特性，消退飞行中的各种隐患，才能确保飞行器及宇航员的安全。为了满足这些要求，目前在地面上建立起的各种模拟装置较多。表 8 给出了几种主要模拟装置的试验内容及其对真空度的要求。供读者参考。表 8 宇宙空间模拟设备的分类、试验内容及有用真空度分类火箭发动机模拟试验内容火箭发动机空间点火。再起动、热平衡发动机推力测量、全尺寸燃烧，羽流效应燃料在真空中性质，太阳谱模拟，飞行器振动有

29、用真空度 (Pa)10 -1 10-8宇航员训练密封 空间环境适应性 ( 失重，生理变化，生舱活规律等 )10 2 1离子推力器材料及元件飞行事故处理力量宇航服性能，宇宙医学争论离子推力器封命及性能温控材料，太阳能电池，飞船添隔热材料， 耐高温材料，润滑材料，光学斑，消旋轴承卫生飞船的部件及整体性能10-4 10-510-1 10-6热真空试验10-4 10-5卫星外表带电模 为了防止卫星、飞航外表介质产生不均匀拟现象，影响卫星正常工作，为争论材料进行充电，放电及防护而要求卫生外表带电模拟试验10-3 10-57 真空在及受控核聚变中的应用是对粒子加速使被加速的粒子获得高能源的装置，在中能够产

30、生各种能量的电子、质子、氘、a 粒子及其它重离子。利用这些粒子与物质的相互作用，还可以产生各种带电和不带电的次级粒子，如 7 粒子、中子、多种介子、超子、反粒子等。产 生的粒子和射线已经用于核物理的争论以及医疗、工业、农业食品等部门。为确保粒子与剩余气体分子不发生碰撞 散射现象、真空度必需到达保证粒子直线运动的要求，否则不但会引起束流损失或粒子达不到高的能 量，而且也易发生真空绝缘不够导致加 速器击穿，使不能处于正常工作状态。表 9 是各种的分类及它们所要求的真空度。表 9类型的类型及其真空度范围真空度范围 Pa 静电1.3 10-31.3 10-4直线1.3 10-3 1.3 10-6盘旋1

31、.3 10-4 1.3 10-4电子 - 正电子贮存环意大利质子贮存环欧美联合原子核争论中心 高义环超导贮存美国1.3 10-71.3 10-91.3 10-10随着地球上石油储量的渐渐削减及大量能源消耗中所引起的环境污染。能源的开发已经提到日程，其中受控核聚变所产生的巨大能源的利用，就是最抱负的一种。目前，在这种能源的开发上主要有两种，一种是利用重原子核裂变为两个轻原子核。在其裂变反响过程中所释放出来的巨大的能量来发电、建立原子能发电站；另一种是利用两个轻原子( 如氘、氚 )聚合成一个重原子核能释放出来的巨大能量，这就是核聚变反响。利用这种反响所产生的能量，必需对反响过程加以掌握，因此称为受

32、控核聚变。由于这种聚变的原料氘和氚的来源可从取之不尽的海水中提取，因此它的进展前途是不言而喻的。核聚变反响要求的温度很高：1约为 2 亿度，这样高的温度、只有像太阳那样的恒星内部才能到达。在聚变反响中，假设氘氚中含有杂质、这种超高温是很难到达的。因此将核聚变装置中抽到格外清洁的超高真空是必不行缺少的条件。通常要求的真空度在 10-7 10-9Pa 范围内四、真空科学进展前景展望随着科学技术的进展、特别是近年来计算机和微电子学、生物工程、材料科学、外表科学、航天和航海工程等高技术科学的进展，对真空科学要求越来越高。真空科学做为这些高技术进展不行缺少的技术必将起到更加重要的作用。例如， 在目前微电

33、子学及其纳米级电子材料和元器件的进展中。对真空系统不仅要求承受高真空、超高真空和真空气氛清洁无油，而且要求耐腐蚀、耐粉尘。 为了适应这些要求，在真空获得设备中制造各种于式泵、耐腐蚀泵，进一步进展磁悬浮式分子泵和能够避开强磁场及等离子体对涡输分子泵金属转子产生涡流发 热的用陶瓷做成转子的型分子泵，是很必要的。在真空测量方面，我国与国外也存在较大的差距，主要表现在真空规管的构造，电子线路的设计，集成电路和自动换挡及数字显示等技术的承受上。因此尽快的转变我国真空测量仪器的现状， 促进这一技术向多用化、自动化及体积小、外形美等方面进展，也是一个重要的问题。此外，追赶当前国际上在极高真空测量和特别条件下的真空测量颈域中的先进水平、也是我国真空工作者一项责无旁贷的困难任务。