真空的获得和测量答案.ppt

真空的获得和测量;何谓真空环境？ 为什么需要获得真空环境？ 如何划分真空的级别？ 如何获得真空？ 如何测量真空度？;何谓真空环境？;为什么需要获得真空环境？;真空环境可粗略地分为： 低真空 102Pa 中真空 102~10-1Pa 高真空 10-1~10-5Pa 超高真空 10-5Pa;如何获得真空？;在真空获得技术中，目前用以获得真空的技术方法有两种 通过某此机构的运动把气体直接从密闭容器中排出 通过物理、化学等方法将气体分子吸附或冷凝在低温表面上。 ; 气体传输泵： 气体传输泵是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 气体捕集泵 ： 这种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的真空泵 ;变容真空泵 是利用泵腔容积的周期性变化来完成吸气和排气过程的一种真空泵。气体在排出前被压缩 动量传输泵 这种泵是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 ; 气体捕集泵的分类：;实际应用中常用到的真空泵有哪几种？;旋片式机械真空泵;旋片式机械真空泵特点： 其工作压强范围为101325-1.33×10-2（Pa）属于低真空泵。 它可以单独使用，也可以作为其它高真空泵或超高真空泵的前级泵。 结构简单，工作可靠 由于它以油作为密封物质，因此它会造成油蒸气的回流和对真空系统造成油的污染。;罗茨真空泵;;罗茨泵的特点： 在较宽的压强范围内有较大的抽速； 起动快，能立即工作； 对被抽气体中含有的灰尘和水蒸气不敏感； 转子不必润滑，泵腔内无油； 振动小，转子动平衡条件较好，没有排气阀； 驱动功率小，机械摩擦损失小； 结构紧凑，占地面积小； 运转维护费用低 压力范围为：0.1-1000Pa 其极限真空度可以达到10-2Pa;油扩散泵;由于泵内油蒸气的回流会直接造成真空系统的油污染，因此在材料表面分析仪器和其他超高真空系统中一般不采用油扩散泵。;涡轮分子泵;分子泵输送气体应满足二个必要条件： 1). 涡轮分子泵必须在分子流状态下工作。因为当将一定容积的容器中所含气体的压力降低时，其中气体分子的平均自由程则随之增加。在常压下空气分子的平均自由程只有 0.06 μm ，即平均看一个气体分子只要在空间运动 0.06 μm ，就可能与第二个气体分子相碰。而在 1.3Pa 时，分子间平均自由程可达 4.4mm 。若平均自由程增加到大于容器壁间的距离时，气体分子与器壁的碰撞机会将大于气体分子之间的碰撞机会。在分子流范围内，气体分子的平均自由程长度远大于分子泵叶片之间的间距。当器壁由不动的定子叶片与运动着的转子叶片组成时，气体分子就会较多地射向转子和定子叶片，为形成气体分子的定向运动打下基础。 2). 分子泵的转子叶片必须具有与气体分子速度相近的线速度。具有这样的高速度才能使气体分子与动叶片相碰撞后改变随机散射的特性而作定向运动。 ;涡轮分子泵的特点： 其对一般气体分子的抽除极为有效。（例如对于氮气，其压缩比（即泵出口的压力与入口的压力之比）可以达到109。但是对于抽取原子序数气体的能力较差，例如氢气，其压缩比仅为103左右。 工作压力范围宽，在 10-1 ～ 10-8 pa 范围内具有稳定抽速 起动时间短，能抽除各种气体和蒸气 分子泵适用于在要求清洁的高真空和超高真空的仪器及设备上使用。也可用来作为离子泵、升华泵、低温泵等气体捕集超高真空泵的前级预抽真空泵使用，这将获得更低的极限压力或更清洁的无碳氢化合物的真空;低温吸附泵;低温吸附泵的特点： 其极限真空度一般处于10-1-10-8Pa之间 低温吸附泵工作所需要的预真空应达到10-1Pa以下，以减少吸附泵的负荷并在泵体内积聚过厚的气体凝聚产物。 在低温时平衡蒸气压较高的气体不容易用低温吸附泵来去除（例如H2，He和Ne） 除了上述几种气体外，低温吸附泵对各种气体的抽速均很大 运转成本较高;溅射离子泵;溅射离子泵的特点： 其极限真空度可以到10-8Pa左右 溅射离子泵的抽速对于不同的气体是不同的。对于活性较大的气体种类，溅射离子泵具有较大的抽速。比如，溅射离子泵对于H2的抽速是其对O2、H2O蒸汽或N2的抽速的数倍，而它对于后面几种气体的抽速又远远大于其对Ar的抽速。 溅射离子泵所抽除的气体分子不会在高温下再释放出来。 ;;如何测量真空度？;真空测量用的元件常被称为真空规;热偶真空规;在0.1-100Pa的压力范围内，气体的热导率将随着气体压力的增加而