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薄膜材料与薄膜技术 答案 薄膜材料与薄膜技术(答案) 2011年11月19日 　　第一章 真空技术基础 　　1、膜的定义及分类。 　　答：当固体或液体的一维线性尺度远远小于它的其他二维尺度时，我们将这样的固体或液体称为膜。 通常，膜可分为两类： 　　（1）厚度大于1mm的膜，称为厚膜； 　　（2）厚度小于1mm的膜，称为薄膜。 　　2、人类所接触的真空大体上可分为哪两种？ 　　答：（1）宇宙空间所存在的真空，称之为“自然真空”；（2）人们用真空泵抽调容器中的气体所获得的真空，称之为“人为真空”。 　　3、何为真空、绝对真空及相对真空？ 　　答：不论哪一种类型上的真空，只要在给定空间内，气体压强低于一个大气压的气体状态，均称之为真空。完全没有气体的空间状态称为绝对真空。目前，即使采用最先进的真空制备手段所能达到的最低压强下，每立方厘米体积中仍有几百个气体分子。因此，平时我们所说的真空均指相对真空状态。 　　4、毫米汞柱和托？ 　　答：“毫米汞柱（mmHg）”是人类使用最早、最广泛的压强单位，它是通过直接度量长度来获得真空的大小。1958 年，为了纪念托里拆利，用“托（Torr）”，代替了毫米汞柱。1 托就是指在标准状态下，1 毫米汞柱对单位面积上的压力，表示为1Torr=1mmHg。 　　5、真空区域是如何划分的？ 　　答：为了研究真空和实际使用方便，常常根据各压强范围内不同的物理特点，把真空划分为以下几个区域：（1）粗真空：l′105 ~ l′102 Pa，（2）低真空：l′102 ~ 1′10-1Pa，（3）高真空：l′10-1 ~ 1′10-6Pa和（4）超高真空： 1′10-6Pa。 　　6、真空各区域的气体分子运动规律。 　　答：（1）粗真空下，气态空间近似为大气状态，分子仍以热运动为主，分子之间碰撞十分频繁；（2）低真空是气体分子的流动逐渐从黏滞流状态向分子状态过渡，气体分子间和分子与器壁间的碰撞次数差不多；（3）高真空时，气体分子的流动已为分子流，气体分子与容器壁之间的碰撞为主，而且碰撞次数大大减少，在高真空下蒸发的材料，其粒子将沿直线飞行；（4）在超高真空时，气体的分子数目更少，几乎不存在分子间的碰撞，分子与器壁的碰撞机会也更少了。 　　7、何为气体的吸附现象？可分几类、各有何特点？ 　　答：气体吸附就是固体表面捕获气体分子的现象，吸附分为物理吸附和化学吸附。 　　（1）物理吸附没有选择性，任何气体在固体表面均可发生，主要靠分子间的相互吸引力引起的。物理吸附的气体容易发生脱附，而且这种吸附只在低温下有效；（2）化学吸附则发生在较高的温度下，与化学反应相似，气体不易脱附，但只有当气体中的原子和固体表面原子接触并形成化合键时才能产生吸附作用。 　　8、何为气体的脱附现象？ 　　答：气体的脱附是气体吸附的逆过程。通常把吸附在固体表面的气体分子从固体表面被释放出来的过程叫做气体的脱附。 　　9、何为电吸收和化学清除现象？ 　　答：电吸收是指气体分子经电离后形成正离子，正离子具有比中性气体分子更强的化学活泼性，因此常常和固体分子形成物理或化学吸附；化学清除现象常在活泼金属（如钡、铁等）固体材料的真空蒸发时出现，这些蒸发的固体材料将与非惰性气体分子生成化合物，从而产生化学吸附。 　　10、影响气体在固体表面吸附和脱附的主要因素 　　答：（1）气体的压强、（2）固体的温度、（3）固体表面吸附的气体密度以及（4）固体本身的性质，如表面光洁程度、清洁度等。 　　11、目前常用获得真空泵主要有几种类型，各自的特点？ 　　答；目前常用获得真空的设备主要有气体传输泵（旋转式机械真空泵、油扩散泵、复合分子泵）和气体捕获泵（分子筛吸附泵、钛升华泵、溅射离子泵和低温泵）两类。气体传输泵是一种通过将气体不断吸入并排出真空泵从而达到排气的目的泵；气体捕获泵是一种利用各种吸气材料所特有的吸气作用将被抽空间的气体吸除，以达到所需真空度的泵。气体捕获泵工作时不采用油做介质，故又称之为无油类泵。 　　12、何为前级泵和次级泵？ 　　答：机械泵和吸附泵都是从一个大气压力下开始抽气，因此常将这类泵称为“前级泵”，而将那些只能从较低的气压抽到更低的压力下的真空泵称为“次级泵”。 　　13、何为机械泵，其工作特点是什么？机械泵有哪几种形式？ 　　答：凡是利用机械运动（转动或滑动）以获得真空的泵，就称为机械泵。机械泵可以从大气压开始工作的典型的真空泵，既可以单独使用，又可作为高真空泵或超高真空泵的前级泵。由于这种泵是用油来进行密封的，所以属于有油类型的真空泵。机械泵常见的有旋片式、定片式和滑阀式（又称柱塞式）几种，其中以旋片式机械泵最为常见。 　　14、何为分子泵，其工作特点是什么？分子泵有哪几种形式，