《真空技術(shù)概論》PPT課件

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1、東北大學(xué)首期《真空技術(shù)》培訓(xùn)班系列教程之一真空技術(shù)的歷史回顧與近代發(fā)展真空技術(shù)概論主講人：楊乃恒教授東北大學(xué)真空技術(shù)概論真空技術(shù)的歷史回顧與近代發(fā)展一.前言二.經(jīng)典真空技術(shù)及其應(yīng)用的歷史回顧三、真空實(shí)用技術(shù)及其應(yīng)用四．真空技術(shù)的近代發(fā)展東北大學(xué)首期《真空技術(shù)》培訓(xùn)班系列教程之一真空技術(shù)概論一.前言“真空技術(shù)”作為獨(dú)立的學(xué)科體系，始于19世紀(jì)末20世紀(jì)初。20世紀(jì)中期，隨著電子器件、原子能、航天技術(shù)對(duì)真空條件的需求，推動(dòng)了真空技術(shù)的長(zhǎng)足進(jìn)步。東北大學(xué)首期《真空技術(shù)》培訓(xùn)班系列教程之一真空技術(shù)概論我國(guó)在20世紀(jì)60年代初，把真空技術(shù)作為極端技術(shù)（高壓、真空、高溫、低溫

2、）之一，受到國(guó)家的高度重視。東北大學(xué)首期《真空技術(shù)》培訓(xùn)班系列教程之一真空技術(shù)概論我校的“真空技術(shù)及設(shè)備”專(zhuān)業(yè)正是在這種情況下，于1958年誕生的，1962年有了第一屆畢業(yè)生。1979年成立中國(guó)真空學(xué)會(huì)。1983年中國(guó)中國(guó)真空學(xué)會(huì)作為中國(guó)唯一的會(huì)員單位加入了國(guó)際真空科學(xué)技術(shù)于應(yīng)用協(xié)會(huì)（IUVSTA）。東北大學(xué)首期《真空技術(shù)》培訓(xùn)班系列教程之一真空技術(shù)概論傳統(tǒng)的真空技術(shù)主要包括：真空的獲得、檢測(cè)以及真空系統(tǒng)的配置等。成分配合許多學(xué)科創(chuàng)新的條件和手段。東北大學(xué)首期《真空技術(shù)》培訓(xùn)班系列教程之一真空技術(shù)概論然而，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的相互交叉滲透，極大地豐富了真空技術(shù)的內(nèi)涵。尤

3、其是超高真空、超清潔表面的出現(xiàn)，揭示了自然界中許多新的現(xiàn)象和規(guī)律，納米科技就是一例。東北大學(xué)首期《真空技術(shù)》培訓(xùn)班系列教程之一真空技術(shù)概論根據(jù)IUVSTA的劃分，現(xiàn)代真空技術(shù)的分支學(xué)科包括：經(jīng)典的真空技術(shù)（真空獲得、檢測(cè)、系統(tǒng)及其常規(guī)應(yīng)用），真空冶金及表面工程，等離子體科學(xué)于技術(shù)，薄膜，電子材料及加工工藝，表面科學(xué)，應(yīng)用表面科學(xué)，納米科學(xué)與技術(shù)。目前我國(guó)真空學(xué)會(huì)也是安此分支設(shè)置專(zhuān)業(yè)委員會(huì)的。東北大學(xué)首期《真空技術(shù)》培訓(xùn)班系列教程之一真空技術(shù)概論因此真空技術(shù)不僅為現(xiàn)代許多科技所需要，而且在更深層次的物理學(xué)研究中也是一個(gè)非常重要的物理范疇。東北大學(xué)首期《真空技術(shù)》培訓(xùn)

4、班系列教程之一真空技術(shù)概論二.經(jīng)典真空技術(shù)及其應(yīng)用的歷史回顧1何謂真空2真空技術(shù)的發(fā)展歷史東北大學(xué)首期《真空技術(shù)》培訓(xùn)班系列教程之一真空技術(shù)概論1何謂真空所謂的真空，一種是物理學(xué)上的“真空”，沒(méi)有或者不計(jì)氣體分子和原子存在的物理空間，僅存在各種能量粒子的場(chǎng)空間；另一種是應(yīng)用物理與技術(shù)所討論的“真空”，指低于一個(gè)大氣壓力的稀薄氣體的空間狀態(tài)?！罢婵铡币辉~來(lái)自拉丁語(yǔ)“Vaccum”，原意是“空虛”。東北大學(xué)首期《真空技術(shù)》培訓(xùn)班系列教程之一真空技術(shù)概論地球上存在著自然狀態(tài)的真空。包圍地球的大氣層、受地心引力（空氣分子重力）的作用，離地面越高、空氣越稀薄。東北大學(xué)首期《

5、真空技術(shù)》培訓(xùn)班系列教程之一真空技術(shù)概論通常衡量氣體稀密程度的物理量是壓力，因?yàn)闅怏w分子處于無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)之中，與物體碰撞時(shí)會(huì)產(chǎn)生壓力。氣體分子密度越大，氣體壓力也越大。東北大學(xué)首期《真空技術(shù)》培訓(xùn)班系列教程之一真空技術(shù)概論在海洋平面上，氣體產(chǎn)生的壓力值為101325Pa，約105Pa，此值稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。而珠峰頂處的大氣壓力只有32000Pa。為海平面處壓力的三分之一左右。東北大學(xué)首期《真空技術(shù)》培訓(xùn)班系列教程之一真空技術(shù)概論大氣壓力隨著離地高度的遞增而降低，基本按指數(shù)規(guī)律下降。18公里高空，大氣壓力降到標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的十分之一，96公里高空，只有百萬(wàn)分之一。地球大

6、氣層以外的宇宙真空，稱(chēng)為“空間真空”，它是典型的“自然真空”。東北大學(xué)首期《真空技術(shù)》培訓(xùn)班系列教程之一真空技術(shù)概論人通過(guò)胸腔和腹腔之間的膈膜的收縮和放松迫使肺呼吸，吸氣時(shí)胸腔壓力接近大氣壓力，呼氣時(shí)可降到大氣壓力以下，即人為真空狀態(tài)。東北大學(xué)首期《真空技術(shù)》培訓(xùn)班系列教程之一真空技術(shù)概論進(jìn)一步，人們運(yùn)用科技手段，發(fā)明了各種真空泵去抽掉密閉容器中的氣體，獲得“人為真空”，逐漸形成了“真空技術(shù)”這個(gè)學(xué)科。但是，即使在使用現(xiàn)代排氣方法獲得的最低壓力，也只能達(dá)到10－12～10－13Pa。還遠(yuǎn)未達(dá)到絕對(duì)真空。東北大學(xué)首期《真空技術(shù)》培訓(xùn)班系列教程之一真空技術(shù)概論2真空技

7、術(shù)的發(fā)展歷史最早的真空獲得和應(yīng)用，可追溯到公元前六世紀(jì)，我國(guó)煉鐵技術(shù)就相當(dāng)進(jìn)步，為了熔化鐵，在煉鐵爐上配有鼓風(fēng)設(shè)備。最初使用的叫“”的皮囊鼓風(fēng)、“風(fēng)箱”鼓風(fēng)。東北大學(xué)首期《真空技術(shù)》培訓(xùn)班系列教程之一真空技術(shù)概論風(fēng)箱的作用過(guò)程包括：負(fù)壓吸氣和增壓排氣。與現(xiàn)在的往復(fù)活塞真空泵的作用原理基本相同。這種風(fēng)箱在公元1367年時(shí)就已成為煉鐵的重要工具了。這是最早真空獲得和應(yīng)用的實(shí)例。東北大學(xué)首期《真空技術(shù)》培訓(xùn)班系列教程之一真空技術(shù)概論還有更為典型的例子是中醫(yī)的拔火罐。兩千年前，它已在我國(guó)民間用作治病的工具。它很好地利用了空氣熱脹冷縮、蒸汽冷凝等物理現(xiàn)象來(lái)形成罐內(nèi)真空。東北

8、大學(xué)首期《