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1、真空技術及在電子材料與器件方面的應用真空的含義及特點?在真空科學中，真空的含義是指在給定的空間內低于一個大氣壓力的氣體狀態(tài)。人們通常把這種稀薄的氣體狀態(tài)稱為真空狀況。這種特定的真空狀態(tài)與人類賴以生存的大氣在狀態(tài)相比較，主要有如下幾個基本特點：?（1）真空狀態(tài)下的氣體壓力低于一個大氣壓，因此，處于地球表面上的各種真空容器中，必將受到大氣壓力的作用，其壓強差的大小由容器內外的壓差值而定。由于作用在地球表面上的一個大氣壓約為10135N/m2，因此當容器內壓力很小時，則容器所承受的大氣壓力可達到一個大氣壓。不同壓強下單位面積上的作用
2、力，如表1所示。?（2）真空狀態(tài)下由于氣體稀薄，單位體積內的氣體分子數(shù)，即氣體的分子密度小于大氣壓力的氣體分子密度。因此，分子之間、分子與其他質點（如電子、離子等）之間以及分子與各種表面（如器壁）之間相互碰撞次數(shù)相對減少，使氣體的分子自由程增大。?(3)真空狀態(tài)下由于分子密度的減小，因此做為組成大氣組分的氧、氫等氣體含量(也包括水分的含量)也將相對減少。真空的這些特點、已被人們在豐富的生產(chǎn)與科學實驗中加以利用?不同真空狀態(tài)下的真空工藝技術?隨著氣態(tài)空間中氣體分子密度的減小，氣體的物理性質發(fā)生了明顯的變化，人們就是基于氣體性質的
3、這一變化，在不同的真空狀態(tài)下、應用各種不同的真空工藝、達到為生產(chǎn)及科學研究服務的目的。目前，可以說，從每平方厘米表面上有上百個電子元件的超大規(guī)模集成電路的制造，到幾公里長的大型加速器的運轉，從民用裝飾品的生產(chǎn)到受控核聚變、人造衛(wèi)星、航天飛機的問世，都與真空工藝技術密切相關。不同真空狀態(tài)下所引發(fā)出來的各種真空工藝技術的應用概況如下所示。?不同真空狀態(tài)下各種真空工藝技術的應用概況?真空狀態(tài)氣體性質應用原理應用概況?粗真空?105~103（Pa）?760~10（Torr）氣體狀態(tài)與常壓相比較只有分子數(shù)目由多變少的變化，而無氣體分子空
4、間特性的變化．分子相互間碰撞頻繁利用真空與大氣的壓力差產(chǎn)生的力及感差力均勻的原理實現(xiàn)真空的力學應用1.真空吸引和輸運固體、液體、膠體和微粒；?2.真空吸盤起重、真空醫(yī)療器械；?3.真空成型，復制浮雕；?4.真空過濾；?5.真空浸漬。?低真空?103~10-1（Pa）?10~10-3（Torr）??氣體分子間，分子與器壁間的相互碰撞不相上下，氣體分子密度較小利用氣體分子密度降低可實現(xiàn)無氧化加熱利用氣壓降低時氣體的熱傳導及對流逐漸消失的原理實現(xiàn)真空隔熱和絕緣?利用壓強降低液體沸點也降低的原理實現(xiàn)真空冷凍真空干燥1.黑色金屬的真空熔
5、煉，脫氣、澆鑄和熱處理?2.真空熱軋、真空表面滲鉻；?3.真空絕緣和真空隔熱；?4.真空蒸餾藥物、油類及高分子化合物；?5.真空冷凍、真空干燥；?6.真空包裝、真空充氣包裝；?7.高速空氣動力學實驗中的低壓風洞?高真空?10-1~10-6（Pa）?10-3~10-8（Torr）??分子間相互碰撞極少、分子與器壁間碰撞頻繁?氣體分子密度小?利用氣體分子密度小任何物質與殘余氣體分子的化學作用徽弱的特點進行真空冶金、真空鍍膜及真空器件生產(chǎn)?1.稀有金屬、超純金屬和合金、半導體材料的真空熔煉和精制；常用結構材料的真空還原冶金；?2.純
6、金屬的真空蒸餾精練；放射性同位素蒸發(fā)；?3.難熔金疆的真空燒結；?4.半導體材料的真空提純和晶體制備；?5.高溫金相顯微鏡及高溫材料實驗設備的制造；?6.真空鍍膜，離子注入．膜一刻蝕等表面改性；?7.電真空工業(yè)的電光管、離子管、電子源管、電子束管、電子衍射儀，電子顯微鏡、x光顯微鏡，各種粒了加速器、能譜儀、核輻射譜儀，中子管、氣體激光器的制造；?8.電子束除氣、電子束焊接，區(qū)域熔煉，電子束加?超高真空?10-1~10-6（Pa）?10-1~10-8（Torr）??氣體分子密度攝低與器壁磋撞的次敵極少致使表面形成單分子層的時間增
7、長?氣態(tài)空間中只有固體本身的原子幾乎沒有其他原子或分子的存在。利用氣體分子密度極低與表面碰撞極少，表面形成單一分子層時間很長的原理實現(xiàn)表面物理與表面化學的研究?1.可控熱核聚變的研究；?2.時間基準氫分子鏡的制作；?3．表面物理表面化學的研究；?4.宇宙空間環(huán)境的模擬；?5.大型同步質子加速器的運轉；?6.電磁懸浮式高精度陀螺儀的制作。?真空在電真空器件中的應用?由于各種電真空器件的工作原理是基于電場、磁場來控制電子在空間的運動借以達到放大、振蕩、顯示圖象等目的。因此避免電子與氣體分子間的碰撞，保證電子在空間的運動規(guī)律，防止發(fā)
8、射熱電子的陰極氧化中毒，把電子器件內抽成不同電真空器件所要求的不同真空度、保證電子器件的正常工作，是絕對必要的。目前電真空工業(yè)中所生產(chǎn)的電真空器件主要有各種電子管(整流管、發(fā)射管、收信管、速調管、行波管、磁控管、光電管等)；各種離子管(泵弧整流管、引燃管、計數(shù)管、閘流管、噪音
