真空技术介绍

真空技术一、真空概念及测量单位二、真空区域划分及运用三、真空的获得四、真空度的测量培训目录一、真空概念及测量单位1.1真空概念真空：来源于拉丁语“Vacuum”，是指在给定的空间内，压强低于一个标准大气压的气体状态，也就是该空间内气体分子数密度低于该地区大气压的气体分子数密度。

1643年，意大利物理学家托里拆利(E.Torricelli)首创了著名的大气压实验，获得真空。因此真空可分为自然真空：气压随海拔高度增加而减小，存在于宇宙空间；人为真空：用装置抽掉给定空间内的气体获得。一、真空概念及测量单位1.2真空科学发展历程1643165018791940意大利物理学家托里拆利首次获得人为真空。德国物理学家盖利克制成活塞真空泵。美国发明家爱迪生借助真空特性发明白炽灯。真空应用扩大到核研究、真空冶金、真空镀膜和冷冻干燥等方面。一、真空概念及测量单位1.3真空度及测量单位在真空技术中常用真空度来度量真空状态下空间气体的稀薄程度，即分子数密度。完全没有气体活动的空间状态称之为绝对真空。因此绝对真空实际上是不存在的。

通常真空度用气体的压力值来表示。压力值越高，真空度越低；压力值越低，真空度越高。atmatmosphere

：“标准大气压”，1个标准大气压是用纬度为45°的海平面的平均气压规定的，约为760mm的水银柱的高度。Psipoundspersquareinch：“普西”，欧美等国家一般习惯用Psi作单位，含义是每平方英寸面积上作用1磅的力。mmHgmmHg：“毫米汞柱”，来至托里拆利实验，其原理是以汞柱所产生的静压力来平衡大气压力，以汞柱的高度度量大气压力的大小。一、真空概念及测量单位1.4常用的压力单位PaPa：

“帕斯卡”，来至帕斯卡裂桶实验，是我国法定压力单位。含义是所受压力与受压面积之比，公式是：p=F/S，1Pa=1*10-3kPa=1*10-6MPa。barbar：“巴”，1bar=10N/cm²，该单位于1909年开始运用，是早期气象学用压力单位，1bar=1000mbar。torrtorr：“托”，命名来源物理学家托里拆利，1torr是指“幼细直管内水银顶高1mm的压力”。一、真空概念及测量单位PressureunitPabarkgf/cm2

atmattorrmmHgpsi1Pa10.000010.000010.000010.000010.00750.00750.000141bar10000011.019720.98691.01972750.062750.06214.5041kgf/cm2

98066.50.9806710.96781735.6735.614.221atm1013251.013251.03311.03376076014.6961at980670.9806710.96781735.6735.614.221torr133.30.001330.001360.001320.00136110.019341mmHg133.3220.001330.001360.001320.00136110.019341psi6894.760.068950.070310.068050.0703151.714951.71491一、真空概念及测量单位主要压力单位换算表领导再也不用担心我不会压力换算啦！二、真空区域划分及运用2.1真空区域划分根据GB/T3163-2007《真空技术术语》规定，真空区域大致划分如下：105～10³Pa低真空10²～10-1Pa中真空10-1～10-5Pa高真空<10-5超高真空二、真空区域划分及运用2.2真空的运用利用真空与大气间存在压力差所产生的力来做功，因此真空可用于输运、吸引、起吊及真空造型等设备。真空传送带真空吸吊机真空铸造机二、真空区域划分及运用各种电真空器件的工作原理是基于电场、磁场来控制电子在空间的运动借以达到放大、振荡、显示图象等目的，如：照明灯真空电子管电子衍射仪电子显微镜二、真空区域划分及运用直空在冶金工业中的应用，如：真空熔炼炉真空烧结炉真空退火炉真空蒸馏器真空结晶器真空脱气仪二、真空区域划分及运用真空在镀膜工业中的应用，如：化学气相沉积CVD物理气相沉积PVD反应离子刻蚀机光伏离子注入机二、真空区域划分及运用除以上介绍几个方面的运用外，真空还运用于：在食品包装及冷冻干燥工业在航天工业中的运用在离子加速器中的应用在受控核聚变中的应用三、真空的获得3.1真空的获得原理

为了使体系形成真空就必须将其中的气体排出，或者使气体分子不能再体系内自由活动。因此，形成真空的方法主要有以下两种：运用机械装置将体系中的气体抽出的方法获得真空；利用吸气剂、捕集器等将体系中的气体吸附获得真空。后者如吸气剂常用与真空电子设备中；工业中常用前者获得真空，所用的抽气装置通常称之为真空泵、抽气机。三、真空的获得3.2真空泵的分类

按真空泵的工作原理，真空泵基本上可以分为两种类型，即气体传输泵和气体捕集泵。气体传输泵：一种能使气体不断的吸入和排出，借以达到抽气目的的真空泵，这种泵基本上有两种类型：变容真空泵利用泵腔容积的周期性变化来完成吸气过程的一种真空泵气体在排出前被压缩。动量传输泵依靠高速旋转的叶片或高速射流，把动量传输给气体或气体分子，使气体连续不断地从泵的入口传输到出口。三、真空的获得气体捕集泵：是一种使气体分子被吸附或凝结在泵的内表面上，从而减小了容器内的气体分子数目而达到抽气目的真空泵，有以下几种型式：

吸气剂泵吸附泵低温泵吸气剂离子泵三、真空的获得3.3描述机械真空泵性能的主要参数抽气速率(体积流率)(s；单位：m³/h,L/s)

简称泵的抽速。即在一定的压力、温度下，真空泵在单位时间内从被抽容器中抽走的气体体积。极限压力(极限真空)(p；单位：Pa，mbar)真空泵的入口端经过充分抽气后所能达到的最低的稳定的压力。抽气量(q；单位：Pa·m³/h；Pa·L/s)单位时间内流经泵入口的气体流量。压缩比泵对给定气体的出口压力与入口压力之比。PS泵的抽气速率和极限压力是在实际应用中选配真空泵的最重要的参数！三、真空的获得3.4部分真空泵简介水环式真空泵

水环式真空泵是液环式真空泵中最常见的一种。水环式真空泵是带有多叶片的转子偏心装在泵壳内。当它旋转时，就形成了容积周期变化的旋转变容真空泵。水环泵主要用于低真空、抽气量大的工艺过程中。在化工、石油、轻工、医药及食品工业中得到了广泛地应用，如真空过滤、真空送料、真空浓缩、真空脱气等。三、真空的获得罗茨真空泵

罗茨真空泵也是一种旋转式容积真空泵。它于1944年首先出现于德国，其原理是泵的连续运转，使两个转子不停地形成封闭空间又不停地将封闭空间内的气体排出泵外，从而实现了抽气的目的。罗茨泵具有起动快、结构紧凑、运转维护费用低等特点。在冶金、石油化工、造纸、食品、电子工业部门得到广泛的应用。三、真空的获得螺杆式真空泵

螺杆式真空泵是利用一对等螺距或变螺距的螺杆，在泵壳中作同步高速反向旋转，利用泵壳和相互啮合的螺旋将螺旋槽分隔成多个空间、形成多个级，气体在各个槽内进行传输运动从而产生的吸气和排气作用的抽气设备。螺杆式真空泵按密封方式可分为干式和油式。主要运用于液晶面板、半导体工厂等大型中央真空系统。三、真空的获得爪形转子真空泵

爪式泵在泵壳内具有两个共轭啮合的爪形转子。转子由一对同步高精度齿轮来带动旋转并固定相位。爪形转子转动形成泵腔容积的周期性变化来完成吸气的过程，也是一种变容真空泵。

爪式泵沿轴向逆流少，压缩比在高压区较高。主要在化学工业、蒸馏、干燥工艺等生产过程中应用。三、真空的获得水喷射真空泵

水喷射泵工作原理是具有一定压力的水,通过喷嘴向吸入室高速喷出,形成高速射流；吸入室中的气体与之混合,形成气液混合流,带走吸入室的空气，使其压力降低,从而形成真空。原理上看，属于动量传送泵水喷射真空泵操作简单维修方便，广泛应用于化工、制药、纺织等行业.主要应用真空吸收、真空结晶、真空干燥输送等工艺。四、真空度的测量4.1按真空计刻度方法分类

真空度测量是指在低于一个标准大气压的条件下，对气体全压力的测量。按真空计刻度方法可分为：绝对真空计直接读取气体压力，其压力响应（刻度）可通过自身几何尺寸计算出来或由测力计确定。相对真空计与气压有函数关系的量来确定压力，不能通过计算进行刻度，需校准后才能刻度。开式U型压力计闭式U型压力计电学测量U型压力计四、真空度的测量U型真空计：利用U型管内液体高度差△h计算出U型管两侧的压力差△p=p1-p2=ρg△h4.2部分绝对真空计简介压缩式真空计压缩式真空计测量图四、真空度的测量压缩式真空计：根据一定温度下气压与体积成反比的定律（波义耳定律），用液体将已知体积的待测气体压缩到已知小体积内的液位压力计，又称为麦氏真空计。热传导真空计原理图热传导真空计四、真空度的测量热传导真空计：测量原件由玻璃管壳