《真空基礎(chǔ)知識》課件

真空基礎(chǔ)知識歡迎學習真空基礎(chǔ)知識。本課程將深入探討真空的本質(zhì)、應用及其在現(xiàn)代科技中的重要性。我們將從基本概念開始，逐步深入到復雜的真空系統(tǒng)和應用。什么是真空定義真空是指氣壓低于大氣壓的空間狀態(tài)。相對概念真空并非絕對的無物質(zhì)狀態(tài)，而是相對于大氣壓的低壓環(huán)境。程度真空程度可以從略低于大氣壓到接近絕對零壓力。真空的產(chǎn)生1抽氣使用真空泵從密閉容器中抽取氣體。2冷凝將氣體冷卻至液化，降低容器內(nèi)氣壓。3吸附利用特殊材料吸附氣體分子，減少自由氣體。真空的種類1低真空壓力在1-760托2中真空壓力在10^-3-1托3高真空壓力在10^-7-10^-3托4超高真空壓力在10^-12-10^-7托為什么需要真空防護避免空氣中的污染物和氧化作用。精密操作為精密儀器和實驗提供潔凈環(huán)境。減少阻力在航天和粒子加速器中減少摩擦。真空的應用領(lǐng)域半導體制造芯片生產(chǎn)過程中需要超凈真空環(huán)境。航空航天模擬太空環(huán)境，測試航天器性能。食品包裝真空包裝延長食品保質(zhì)期。科學研究粒子物理、材料科學等領(lǐng)域的實驗。真空的特性低密度氣體分子稀少，分子間碰撞減少。高潔凈度污染物和雜質(zhì)大幅減少。絕緣性熱傳導和電導率降低。真空的單位1國際單位制標準單位。760傳統(tǒng)單位，等于1個大氣壓。1常用單位，約等于1毫米汞柱。100工程中常用的壓力單位。氣體分子1運動特性氣體分子在真空中做無規(guī)則熱運動。2速度分布遵循麥克斯韋-玻爾茲曼分布。3溫度關(guān)系分子平均動能與絕對溫度成正比。分子的平均自由程定義氣體分子兩次碰撞間的平均距離。影響因素與氣體壓力、溫度和分子大小有關(guān)。真空中變化壓力降低，平均自由程增加。分子的碰撞頻率1高壓環(huán)境分子碰撞頻繁。2中等真空碰撞次數(shù)明顯減少。3高真空分子主要與容器壁碰撞。4超高真空分子間碰撞極少發(fā)生。真空度的測量壓力測量直接測量氣體壓力。熱傳導測量利用氣體熱傳導性變化。離子化測量測量氣體電離產(chǎn)生的離子電流。真空計的分類機械真空計U型管真空計彈簧管真空計熱傳導真空計皮拉尼真空計熱偶真空計電離真空計冷陰極電離真空計熱陰極電離真空計機械真空泵工作原理通過機械運動排出氣體。種類包括旋片泵、滑閥泵、隔膜泵等。特點可靠性高，適用于獲得低真空和中真空。分子泵原理利用高速旋轉(zhuǎn)葉片給氣體分子傳遞動量。優(yōu)點無油污染，抽速大，可獲得高真空。應用廣泛用于半導體制造和科學研究。擴散泵工作介質(zhì)使用低蒸氣壓油或汞。原理高速蒸氣流捕獲并壓縮氣體分子。特點抽速大，可獲得高真空，但有油返流風險。應用適用于大型真空系統(tǒng)和工業(yè)生產(chǎn)。渦輪分子泵1進氣氣體分子進入泵腔。2加速高速轉(zhuǎn)子葉片加速氣體分子。3壓縮氣體被壓縮并向出口移動。4排氣壓縮氣體被排出泵外。離子泵磁場強磁場束縛電子運動。電離電子碰撞氣體分子產(chǎn)生離子。吸附離子轟擊鈦陰極，吸附氣體。物理吸附泵工作原理利用低溫表面物理吸附氣體分子。常用液氮冷卻。優(yōu)點無油污染，抽速大，可獲得超高真空。局限性需要低溫制冷，對某些氣體吸附能力有限。化學吸附泵1工作原理利用化學反應吸收氣體分子。2吸氣材料常用鈦、鋯等活性金屬。3優(yōu)點無機械運動部件，振動小，壽命長。4應用適用于超高真空和超凈環(huán)境。真空系統(tǒng)的構(gòu)成1真空室主要工作空間2真空泵產(chǎn)生和維持真空3真空閥門控制氣體流動4真空計測量真空度5真空管道連接各部件真空系統(tǒng)的工作原理抽氣真空泵開始工作，排出氣體。降壓系統(tǒng)壓力逐漸下降。穩(wěn)定達到所需真空度，維持平衡。應用進行真空處理或?qū)嶒?。真空系統(tǒng)的維護保養(yǎng)定期檢查檢查系統(tǒng)各部件的狀態(tài)。潤滑為機械部件添加適量潤滑油。清潔保持系統(tǒng)內(nèi)部清潔，防止污染。更換及時更換磨損部件和密封件。真空系統(tǒng)的安全操作培訓操作人員必須經(jīng)過專業(yè)培訓。防護穿戴適當?shù)膫€人防護裝備。程序嚴格遵守操作規(guī)程和安全規(guī)范。應急制定應急預案，定期演練。真空工藝的基本步驟1預處理清潔工件，去除表面污染。2裝載將工件放入真空室。3抽真空使用真空泵系統(tǒng)抽氣。4工藝處理進行鍍膜、熱處理等操作。5冷卻等待系統(tǒng)冷卻至安全溫度。6泄壓緩慢向真空室充入空氣。真空工藝的應用實例真空檢漏的方法壓力衰減法觀察封閉系統(tǒng)壓力變化。氦氣檢漏使用氦氣作為示蹤氣體，精確定位泄漏點。聲學檢漏利用超聲波探測泄漏產(chǎn)生的聲音。真空環(huán)境下的材料行為脫氣材料表面吸附的氣體分子逐漸釋放。升華某些材料可能直接從固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)。摩擦變化缺少空氣潤滑，摩擦系數(shù)可能增加。熱傳導熱傳導主要通過輻射和傳導，對流減少。清潔室的真空要求10顆粒物尺寸