高真空的獲得與測(cè)量

1、高真空的獲得與測(cè)量高真空的獲得與測(cè)量物理系陳磊學(xué)號(hào)：071120014一、引言隨著各門科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和相互滲透，真空作為一門單獨(dú)的學(xué)科已顯得尤為重要，它與電真空工業(yè)、原子能、宇宙航行及空間科學(xué)研究、表面物理研究、微電子學(xué)及真空冶金等有著緊密的聯(lián)系并有著廣泛的應(yīng)用。真空技術(shù)的主要環(huán)節(jié)和基礎(chǔ)是真空的獲得、真空的測(cè)量及真空檢漏等，我們將通過(guò)本實(shí)驗(yàn)對(duì)這些手段進(jìn)行初步的認(rèn)識(shí)和了解。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉簡(jiǎn)單的高真空系統(tǒng)。2.掌握獲得高真空的手段

2、及測(cè)量方法。3.學(xué)習(xí)真空系統(tǒng)的基本抽氣方程。三、實(shí)驗(yàn)原理一個(gè)真空系統(tǒng)，工作時(shí)除了真空泵的抽氣因素外，還存在著相反因素，如器壁本體材料及內(nèi)部零件表面的氣體脫附（出氣），外界向系統(tǒng)的漏氣及反擴(kuò)散等。在任何瞬間，容器中的壓強(qiáng)實(shí)際上是由這兩種相反因素間的動(dòng)態(tài)平衡所決定的。真空系統(tǒng)簡(jiǎn)化抽氣示意圖如圖8.11。設(shè)被抽容器體積為Ｖ，經(jīng)管道與真空泵相連，由式（8.01）知泵的抽速為。由于管道對(duì)氣流的阻礙，容器出口處的有效抽速降為Se(SeSp)。氣體在

3、流動(dòng)中，其流量定義為單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)的氣體量，而氣體量由氣體壓強(qiáng)與體積的乘積ＰＶ所決定，則對(duì)于上述系統(tǒng)，故要想得到低的極限壓強(qiáng)，應(yīng)盡量提高有效抽速，并降低漏氣量與出氣量。2.在忽略容器漏氣量ＱＬ及氣體出氣量ＱＤ時(shí)，上式變?yōu)椋篸tPdVPdtdPVSe)(ln??????（8.13）利用此式可近似計(jì)算有效抽速。3.對(duì)于封閉的真空系統(tǒng)（容器與真空泵隔絕），Ｓe＝０，則壓強(qiáng)的變化應(yīng)遵從以下方程：VQQdtdPLD??（8.14）式中：ＱＤ是有限

4、的，將逐漸減小，故由它引起Ｐ的變化如圖8.12中曲線１；對(duì)于一定的漏孔，ＱＬ是恒定不變的，由它引起Ｐ的變化如圖8.12中曲線２；在實(shí)際容器中，Ｐ的變化表現(xiàn)為前兩者的疊加，如圖8.12中曲線３。由此可知，根據(jù)實(shí)測(cè)Ｐｔ曲線的情況，即可判斷真空系統(tǒng)是否存在漏氣現(xiàn)象。在漏氣量ＱＬ可以忽略的情況下，可求得出氣量為：dtdPVQD??四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.了解整個(gè)真空系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（參見(jiàn)圖8.13），拆裝金屬旋片式機(jī)械泵和油擴(kuò)散泵，進(jìn)一步了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作