真空技术简介-课件PPT（演讲稿）.ppt

2012-02-18教学内容?真空基本知识和技能介绍:真空概述、真空单位、不同真空区域的划分以及他们对应的物理现象等、真空的获得、机械泵油扩散泵工作原理、真空的测量、热偶真空计和电离真空计工作原理、几种不同的真空检漏的方法等。?低气压下高电压放电、定容法和静态升压法的原理介绍。?仪器结构的介绍:DM300型镀膜机的结构和各主要部分的功能、低真空设备的结构和各部分的功能。?实验内容和注意事项(操作步骤)的介绍。?低真空示范下操作观察放电现象真空概述?真空:低于一个大气压的气体状态。?1643年,意大利物理学家托里拆利()首创著名的大气压实验,获得真空。他在一端封闭的玻璃管内装满水银,然后把它倒立在水银槽内,管子顶端出现了一段空出,从此确立了真空的概念并首次测得大气压强的数值为760mm汞柱。?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:用真空泵抽掉容器中的气体。真空单位(1)帕斯卡(帕):Pa ;1Pa =1N?m-2(2)标准大气压:atm ; 1atm = KPa(3)毫米汞柱(乇):mmHg(Torr);1mmHg=1 Torr= ?10 2Pa(4)巴:bar(B) 1B =105Pa;1mB=(5)毫米水柱:1mmH2O = Pa (4oC )真空的获得机械泵?机械泵是运用机械方法不断地改变泵内吸气空腔的容积,使被抽容器内气体的体积不断膨胀压缩从而获得真空的泵,机械泵的种类很多,目前常用的是旋片式机械泵。?机械泵可在大气压下启动正常工作,,它取决于:定子空间中两空腔间的密封性,因为其中一空间为大气压,另一空间为极限压强,密封不好将直接影响极限压强;排气口附近有一“死角”空间,在旋片移动时它不可能趋于无限小,因此不能有足够的压气去顶开排气阀门;泵腔内密封油有一定的蒸汽压()。油扩散泵?扩散泵是利用气体扩散现象来抽气的,最早用来获得高真空的泵就是扩散泵,目前依然广泛使用。当扩散泵油被加热后油蒸汽可以沿蒸汽导流管上喷,然后被喷口帽阻挡后折反向下喷射,高速定向喷射的油分子在喷嘴出口处的蒸汽流中形成一低压,将扩散进入蒸汽流的气体分子带至泵口被前级泵抽走,而油蒸汽在到达泵壁后被冷却水套冷却后凝聚,返回泵底再被利用。?扩散泵的启动压强应小于10Pa,因为在这一压强下,可以保证绝大部分气体分子以定向扩散形式进入高速蒸汽流。此外若扩散泵在较高空气压强下加热,会导致具有大分子结构的扩散泵油分子的氧化或裂解。油扩散泵的极限真空度主要取决于油蒸气压和反扩散两部分,目前一般能达到10-3~10-5Pa。?目前油扩散泵比较理想的是硅油,硅油分子量大,蒸气压低,有利于提高真空度。汞有毒,最好不用。真空的测量热偶计?测量真空度的装置称为真空计。真空计的种类很多,根据气体产生的压强、气体的粘滞性、动量转换率、热导率、电离等原理可制成各种真空计。由于被测量的真空度范围很广,一般采用不同类型的真空计分别进行相应范围内真空度的测量。常用的有U型真空计、热偶真空计和电离真空计。?热偶真空计也叫热偶规,热偶规管由加热丝和电偶丝组成,热偶丝的热电势由加热丝的温度决定。当热偶规与真空系统相联时,如果维持加热丝电流恒定,则热偶丝的热电势将由其周围的气体压强决定,当压强低于某一定值时,气体导热系数与压强成正比,从而可找出热电势与压强的关系,直接用表头指示真空度,可测范围为100~。电离真空计?电离真空计也叫电离规,电离规为一只特殊的三极真空管,收集极的电极相对于阴极为-30 V,而栅极上正电位为+200 V,若使阴极发射的电子流和栅极的电位稳定,则阴极发射的电子在栅极作用下高速运动并与气体分子相碰,使气体分子电离成离子。正离子将被负电位的收集极吸收而形成离子流,经放大器放大后由微电流计指示,形成的离子流与电离规中的气体的压力成正比,因此可从离子电流的大小,即可直接读出真空度,测量范围为10-1~10-6Pa。使用时特别注意,,电离真空计中的灯丝会因高温很快被氧化烧毁,,才能开始使用电离真空计。?为了使用方便,通常把热偶真空计和电离真空计组合成复合真空计。?目前真空计正朝着宽量程、数字化、电脑型发展。真空检漏?真空度的好坏,除了泵的性能之外,还和被抽容器或系统的清洁程度、密封性能密切相关。在选择真空系统材料时,通常选用气密性好,出气率低的材料,如碳钢、不锈钢、硬质玻璃等,而且事先必须经过清洁处理。这些条件都具备后,如果一个系统抽了很长时间,还不能达到设计要求,可断定此系统存在漏气。判断系统是否漏气比较容易,但要检查出漏气发生在哪一个部位就比较困难,只有查出漏气点才能修复