薄膜物理真空技术基础详解.pptVIP

* * 气体在平衡状态下，并非所有分子都具有相同的速率。而且由于相互碰撞，每一分子的速度都在不断地变化，因此对于个别分子来说，它的运动情况完全是偶然的。但是从大量分子的整体来看，在平衡态下，它们的速率分布却遵从一定的统计规律。通常称为麦克斯韦-波尔兹曼分 布。 * 麦克斯韦速率分布规律导出的气体分子三种特征速率之一 (另外两个特征速率为方均根速率和平均速率） 麦克斯韦速率分布为f（v），对F(v) = 4πv*v*f(v)求导，令F(v)导数为零，此时对应的速率为最可几速率。 它的物理意义是：若把整个速率范围分成许多相等的小区间，则Vm所在的区间内的分子数占分子总数的百分比最大，又称为最概然速率。 * * * * * * 泵的转子和定子全部浸在邮箱中。作为密封、润滑、散热介质，箱内油的作用很重要。 * 扩散泵是利用被抽气体向蒸气流扩散的现象来实现排气的，无转动或压缩部件。3 级喷嘴 扩散泵油被加热后产生大量的油蒸气，油蒸气沿着蒸气导管传输到上部，经伞形喷嘴向外喷出。由于喷嘴外的压强较低，于是蒸气会向下喷射出较长距离，形成一高速定向蒸气流。其射速可达200 m/s甚至2倍于音速以上，且其分压强低于扩散泵进气口上方被抽气体的分压强，两者形成压强差。这样真空室内的气体分子必然会向着压强较低的扩散泵喷口处扩散，跟具有较高动量和能量的超音速蒸气分子碰撞而发生动量和能量交换。气体分子在高速油分子碰撞推动下，被赶向下方，在泵下方形成密集气体分子流，在出口处被前置泵抽走，而从喷嘴射出的油蒸气流喷到水冷的泵壁上被冷凝成液体，流回泵底再被重新加热形成蒸气。 借助油蒸气的功能，使泵内进出气口间形成压强差，出口处气压大于进气口处，气体分子有从出口处向进口处进行反扩散的趋势；但因蒸气流本身形成了阻挡层，减少了气体的扩散效果。当进出口之间反压与油蒸气流的作用平衡时，泵达到了极限真空。 * 涡轮分子泵是为了适应现代真空技术对于无油高真空环境的要求而产生的一种高真空泵。涡轮分子泵是靠对气体分子施加作用力，并使气体分子向特定的方向运动的原理来工作。可以认为是极为精密的电风扇，其作用不单单送风，而是靠高速旋转的叶片对气体分子施加作用力，并使气体分子向特定方向运动而实现高真空。 * 依靠气体分子在低温条件下自发凝结或被其他物质表面吸附实现对气体分子的去除，进而获得高真空的真空泵称为低温吸附泵。 * 第一章 真空技术基础 真空的基本知识 稀薄气体的基本性质 真空的获得 真空的测量 知识点 概念 最可几速度、平均速度、均方根速度、平均自由程等 换算 常用压强单位的换算 分类 真空区域的划分、真空计、各种真空泵 原理 机械泵、扩散泵、分子泵的工作原理，真空计的工作原理 概念：利用外力将一定密闭空间内的气体分子移走， 使该空间内的气压小于 1 个大气压， 则该空间内的气体的物理状态就被称为真空。 注意：真空，实际上指的是 ? 一种低压的、稀薄的气体状态， ? 而不是指“没有任何物质存在”！ 因此，真空可分为 现代真空技术的极限：每 cm3空间内仅有数百个气体分子 ? 对应气压 ? 10-12 Pa 绝对真空是不存在的！ 1 真空技术基础 1.1 真空的基本知识 1.1.1 真空的定义及其度量单位 1.1.1 真空的定义及其度量单位 ? 真空的实质：一种低压气体物理状态 ? 真空度采用气体压强表征 ? 真空度的单位 = 气体压强的单位 ? 注意：真空度和气压的意义相反 ? 真空度? 意味着 气压? ? 主要单位制 1 真空技术基础 1.1 真空的基本知识 法定计量单位 1.1.1 真空的定义及其度量单位 ? 不同真空度单位制间的换算关系： 说明：1、mmHg是人类使用最早、最广泛的压强单位； 1958年为纪念托里切利，用托（torr）代替了mmHg：1 torr＝1 mmHg 2、早期的真空度计量常以 torr 或 mbar 为单位； 目前随着标准化进程的推进，SI（MKS）制单位应用日渐广泛 ? 真空度用 Pa 作单位 torr/mmHg Pa bar atm PSI 1 torr(1 mmHg) 1.333×102(1.013×105/760) 1.333×10-3(1.013/760) 1.316×10-3(1/760) 1