整理第1讲 真空科学的发展及应用Word下载.docx

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不同压强下单位面积上的作用力，如表1所示。

表1不同压力下单位面积上的作用力

压力（Pa）

作用力（kg/cm2）

105

1．03328

5×

103

6.79755×

10-2

104

10-1

1×

1.35951×

3×

4.07853×

102

10-3

（2）真空状态下由于气体稀薄，单位体积内的气体分子数，即气体的分子密度小于大气压力的气体分子密度。

因此，分子之间、分子与其他质点（如电子、离子等）之间以及分子与各种表面（如器壁）之间相互碰撞次数相对减少，使气体的分子自由程增大。

表2给出了常温下大气分子平均自由程与大气压力的关系。

表2常温下大气分子平均自由程与大气压力的关系

大气压力（Pa）

平均自由程（cm）

大气压力（Pa）

6.5×

10-6

103

10-4

10-5

102

10-9

108

100

1013

（3）真空状态下由于分子密度的减小，因此做为组成大气组分的氧、氢等气体含量（也包括水分的含量）也将相对减少。

表3给出了标准大气的成份。

表3标准大气的成分

成分

分子量

容积百分比

重量百分比

分压强（托）

N2（氮）

28.0134

7.084

75.520

593.44

O2（氧）

31.9988

20.948

23.142

159.20

Ar（氩）

39.984

0.934

1.288

7.10

CO2（二氧化碳）

44.00995

3.14×

4.8×

2.4×

10-1*

Ne（氖）

20.183

1.82×

1.3×

1.4×

He（氦）

4.0026

5.24×

6.9×

7.作出评价结论4.0×

2.环境影响评价工程师职业资格制度Kr（氪）

83.80

1.14×

3.3×

3）迁移。

8.7×

Xe（氙）

131.30

安全评价的基本原则是具备国家规定资质的安全评价机构科学、公正和合法地自主开展安全评价。

（五）规划环境影响评价的跟踪评价3.9×

6.6×

H2（氢）

（1）规划实施后实际产生的环境影响与环境影响评价文件预测可能产生的环境影响之间的比较分析和评估；

2.01594

3.5×

3.意愿调查评估法4×

CH4（甲烷）

4.建设项目环境影响评价文件的分级审批16.04303

2）按发布权限分。

环境标准按发布权限可分为国家环境标准、地方环境标准和行业环境标准。

2×

2.环境敏感区的界定1.5×

N2O（氧化二氮）

44.0128

8×

4×

O3（臭氧）

47.9982

夏：

0~7×

0~1×

0~5×

10-5*

冬：

0~2×

0~0.3×

0~1.5×

SO2（二氧化硫）

64.0628

0~2×

0~8×

10-4*

NO2（二氧化氮）

46.055

0~3×

90~1.5×

NH3（氨）

17.03061

0~痕迹量

CO（一氧化碳）

28.01055

I2（碘）

253.8088

0~9×

10*6*

*表示随时间、地点而变化的值

真空的这些特点、已被人们在丰富的生产与科学实验中加以利用，这一点我们将在下节中详述。

2、不同真空状态下的真空工艺技术

随着气态空间中气体分子密度的减小，气体的物理性质发生了明显的变化，人们就是基于气体性质的这一变化，在不同的真空状态下、应用各种不同的真空工艺、达到为生产及科学研究服务的目的。

目前，可以说，从每平方厘米表面上有上百个电子元件的超大规模集成电路的制造，到几公里长的大型加速器的运转，从民用装饰品的生产到受控核聚变、人造卫星、航天飞机的问世，都与真空工艺技术密切相关。

不同真空状态下所引发出来的各种真空工艺技术的应用概况如表4所示。

表4不同真空状态下各种真空工艺技术的应用概况

真空状态

气体性质

应用原理

应用概况

粗真空

105~103（Pa）

760~10（Torr）

气体状态与常压相比较只有分子数目由多变少的变化，而无气体分子空间特性的变化．分子相互间碰撞频繁

利用真空与大气的压力差产生的力及感差力均匀的原理实现真空的力学应用

1.真空吸引和输运固体、液体、胶体和微粒；

2.真空吸盘起重、真空医疗器械；

3.真空成型，复制浮雕；

4.真空过滤；

5.真空浸渍。

低真空

103~10-1（Pa）

10~10-3（Torr）

气体分子间，分子与器壁间的相互碰撞不相上下，气体分子密度较小

利用气体分子密度降低可实现无氧化加热利用气压降低时气体的热传导及对流逐渐消失的原理实现真空隔热和绝缘

利用压强降低液体沸点也降低的原理实现真空冷冻真空干燥

1.黑色金属的真空熔炼，脱气、浇铸和热处理

2.真空热轧、真空表面渗铬；

3.真空绝缘和真空隔热；

4.真空蒸馏药物、油类及高分子化合物；

5.真空冷冻、真空干燥；

6.真空包装、真空充气包装；

7.高速空气动力学实验中的低压风洞

高真空

10-1~10-6（Pa）

10-3~10-8（Torr）

分子间相互碰撞极少、分子与器壁间碰撞频繁

气体分子密度小

利用气体分子密度小任何物质与残余气体分子的化学作用徽弱的特点进行真空冶金、真空镀膜及真空器件生产

1.稀有金属、超纯金属和合金、半导体材料的真空熔炼和精制；

常用结构材料的真空还原冶金；

2.纯金属的真空蒸馏精练；

放射性同位素蒸发；

3.难熔金疆的真空烧结；

4.半导体材料的真空提纯和晶体制备；

5.高温金相显微镜及高温材料实验设备的制造；

6.真空镀膜，离子注入．膜一刻蚀等表面改性；

7.电真空工业的电光管、离子管、电子源管、电子束管、电子衍射仪，电子显微镜、x光显微镜，各种粒了加速器、能谱仪、核辐射谱仪，中子管、气体激光器的制造；

8.电子束除气、电子束焊接，区域熔炼，电子束加

三、真空科学的应用领域

真空科学的应用领域很广，目前已经渗透到车辆、土木建筑工程、机械、包装、环境保护、医药及医疗器械、石油、化工、食品、光学、电气、电子、原子能、半导体、航空航天、低温、专用机械、纺织、造纸、农业以及民用工业等工业部门和科学研究工作中。

现就其主要的几个部门简述如下：

1．真空在输运、吸引、起吊及真空造型等设备中的应用

真空输运、吸引及起吊设备、都是利用真空与大气间存在压力差所产生的力来做功的。

由于这种机械能存在着压强处处均匀的特点，因此可绝对密接地施加到任何形状的平面上。

目前、这些真空设备大多用在吸鱼、粮食、面粉、煤粉、烟草、水泥、泥浆、纸浆、粉状矿物粉状化工产品，水泥地板，预制板、机场及公路水泥跑的快速吸干、车间起吊、机床夹具，玻璃装运，吸乳、吸尘。

人工流产吸引胎儿：

吸痰、吸胸膜积水、脓液、吸肠以及吸引原子弹爆炸所产生的辐射尘埃等生产作业中。

这些设备均具有结构简单，易于操作维护、运输、起吊吸引过程中无震动、生产效率高、运送易损坏物件安全可靠、对环境无污染等特点。

因此具有广阔的应用范围和前景。

真空造型也是利用压差力的一个重要方面，近年来在立体军用地图、盲人书籍、示数摸型、高级陶瓷、混凝土予制件、电冰箱洗衣机板件、玩具、复制浮雕和文物、行波管和返波管中的细旋支柱成形、质谱仪中分析室以及微波系统的波导制作方面、都广泛的采用了这一技术。

真空力学应用的另一个领域是真空过滤和真空浸渍。

目前化工，制糖，水泥等工业部门已开始大量采用的连续真空过滤、很容易将粘度大的悬浮液利用压差力的作用、通过微细筛孔而将其悬浮液中的液体与固体分离。

在染料工业中利用真空过滤法可以大量节省棉布。

真空浸渍是把片状或纤维状的疏松物质，进行先抽真空，再在液体中浸渍充填一些新的物质的一种新型工艺。

这种工艺用在含油轴承、鱼网纤维、皮革、非电解电容，变压器、电动机定子线圈等产品上已经显著的提高了产品质量。

此外这种工艺对疏松劣质木材进行聚脂树脂浸，对铅笔木进行蜡类浸渍使其改变原有的天然性能达到化劣质为优质的目的、并已达到了予期的效果。

2．真空在电