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各真空度下的工藝應用概況

隨著氣態空間中氣體分子 密度的減小,氣體的物理性質發生了明顯的變化,人們就是基 于氣體性質的這一變化,在不同的 真空狀態下、應用各種不同的真空工藝、達到為生產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到受控核聚變、人造衛星、航天飛機的問世,都與真空工藝技術密切相關。不同真空狀態下所引發出來的各種真空工藝技術的應用概況如下:


真空狀態
氣體性質
應用原理
應用概況
粗真空
105 ~103(Pa)
760~10(Torr)
氣體狀態與常壓相比較只有分子數目由多變少的變化,而無氣體分子空間特性的變化.分子相互間碰撞頻繁
利用真空與大氣的壓力差產生的力及感差力均勻的原理實現真空的力學應用
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 ~1e-1(Pa)
10~1e-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真空冷凍真空干燥
1. 黑色金屬的真空熔 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
1e-1 ~1e-6(Pa)
1e-3~1e-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
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. 純金屬的真空蒸餾精練;放射性同位素蒸發;
 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,區域熔煉,電子束加
超高真空
1e-6(Pa)以下
1e-8(Torr)以下
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長
氣態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。


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