真空技术介绍
真空技术的基本原理及其在半导体制造中的应用
真空技术的基本原理及其在半导体制造中的应用真空技术是利用真空条件下气体的物理和化学性质，对材料进行加工、制备、检测等技术的全称。
真空技术的应用广泛，包括在半导体、工业材料、化学、医学、生物、航空航天、环境保护等领域均有应用。
本文将重点介绍真空技术的基本原理及其在半导体制造中的应用。
一、真空技术的基本原理真空技术的基本原理是利用真空条件下气体的物理和化学性质，即气体压力越低，气体分子相互碰撞的机会越小，分子运动自由程增大，因此气体分子运动的平均自由程接近无限大，分子在未遇到任何其他分子的情况下经过的时间足以与周围环境发生相互作用，从而引起与高压气体不同的物理、化学变化。
在真空条件下，气体的压力通常以帕斯卡（Pa）为单位，常用的真空度表示为毫巴（mbar）或托（Torr，1 Torr=1/760标准大气压）。
吸尘器中的真空度在100 kPa以下，而真空处理过程中的真空度一般在1×10-3 ~1×10-10 mbar之间。
二、真空技术在半导体制造中的应用二氧化硅（SiO2）是半导体制造中广泛使用的材料。
在生产中，制造单晶硅圆片时需要在氧化炉中将硅片暴露在高温下的氧气环境中，以实现硅片表面的氧化。
氧气流经石英管，入口处连接真空泵，通过真空泵处理后形成真空环境，这个过程叫做氧化炉的真空处理技术。
在半导体制造中，真空技术的应用也包括物理沉积、化学气相沉积等。
槽式制程是一种物理沉积技术，在真空条件下使用金属或者其他材料发射器发射出将会沉积的材料，与工件表面相遇时它会形成一层薄膜。
化学气相沉积（CVD）是利用真空技术制备薄膜的一种方法。
CVD过程中，在真空条件下从沉积气体散发出来的原子、分子和离子形成薄膜。
CVD的方法可分为热CVD和等离子体CVD两种。
等离子体CVD下原料分子分解成活性种子并在表面形成薄膜。
CVD技术具有高生长速度、覆盖率好、厚度均匀、成分纯净、高品质等特点，因而广泛应用于半导体、电子材料、化学、涂料等领域。
真空技术的概述与应用前景
真空技术的概述与应用前景在现代科技发展中，真空技术已成为一个重要的领域。
真空技术是利用各种真空设备和方法，将物理实验、制备材料、加工、储存、输送等过程在高真空环境下进行的一项综合技术。
本文旨在概述真空技术的基本概念和应用前景。
一、真空技术的基本概念真空技术是指将气体化学反应、热传导、电子传导等过程的影响降至最小程度，达到高真空状态下的材料加工、物理实验、制备、储存等高科技技术领域。
真空度是指单位体积内的气体分子数，即气体的密度。
在国际单位制中，真空度的单位是帕斯卡（Pa）或毫巴（mbar）。
实验室里一般用毫巴作为真空度的量度单位。
根据真空度的不同分为六种真空度，分别为：空气（1013.3 hPa）、低真空（103Pa-1Pa）、中真空（10-3Pa-10-1Pa）、高真空（10-7Pa-10-3Pa）、极高真空（10-12Pa-10-7Pa）、超高真空（10-14Pa-10-12Pa）。
二、真空技术的应用前景1.光电器件领域三维集成电路、微电子器件、光电器件等领域需要进行高准确度、高稳定性、高压力的真空环境中制备，从而提高其质量与稳定性。
2.材料科学领域材料科学领域主要研究材料的物理性质和性能，在高真空环境中，可以控制材料的微观结构，从而调节材料性质，这些被广泛应用于超硬材料、功能陶瓷材料、特种合金、高纳米结构材料等等。
3.能源领域氢能、太阳能、核能、等高新能源是未来能源发展的主要方向，这些能源要顺利应用，需要真空设备和技术的支持。
4.环保领域真空技术也被广泛应用在环境治理中。
例如垃圾处理、化工行业等，发挥了重要的作用。
5.医学领域在医药及生命科学领域，真空技术也有重要的应用，如生长发育、生物检测、手术吸引器等等。
三、结语综上所述，真空技术在当前和未来的高科技领域都得到了充分的应用，是科技创新与发展的重要推手。
因此，研究真空技术，并致力于提高真空技术水平，将在未来的科学和工程中发挥重要作用。
真空技术基础及其应用现状
VS
此外，真空技术还可以用于材料表面 的改性和处理，以及纳米材料的制备 等方面。例如，在制备高纯度金属薄 膜时，需要在高真空环境下进行蒸发 和溅射；在制备碳纳米管时，也需要 使用真空技术来控制反应条件和提高 产率。
真空技术在其他领域的应用
除了上述领域外，真空技术还广泛应用于航 空航天、汽车、能源、环保等领域。例如， 在航空航天领域中，需要高真空环境来进行 飞行器的气动性能测试和材料表面的处理； 在汽车领域中，需要使用真空技术来进行燃 料喷射和刹车系统的控制。
真空技术基础及其应用现状
日期：
目录 Contents
• 真空技术概述 • 真空技术的原理 • 真空技术的基础设备 • 真空技术的应用现状 • 真空技术的发展趋势和未来展望
01
真空技术概述
真空技术的定义
真空技术是指在低于一个大气压 的条件下，利用物理和化学的方 法获取和应用真空的科学技术。
真空技术涉及的领域广泛，包括 真空获得、真空测量、真空控制 和真空应用等。
新型的真空泵和抽气技术将被开 发出来，以更高效地实现真空环
境的创建和控制。
真空技术的效率提升将有助于降 低能耗和减少环境污染，使其在 可持续发展方面发挥更大的作用
。
开发新型的真空技术设备
随着真空技术的不断发展，新型 的真空技术设备也将不断涌现。
这些设备将具有更高的性能、更 小的体积和更轻的重量，以满足
机械泵包括旋片泵、滑阀泵等，是最 常见的真空泵类型，具有简单、可靠 、易于维护等优点。
根据工作原理，真空泵可分为机械泵 、分子泵、溅射泵等。
分子泵依靠高速旋转的叶片或磁场来 加速气体分子，使其以较高的速度离 开工作腔，从而实现抽气。
真空容器
真空容器是用于存储真空或特定气体 的容器。
列举真空技术的应用及原理
列举真空技术的应用及原理1. 原理介绍真空技术是指在封闭的容器中降低气压，排除其中的气体分子，从而达到真空状态的技术。
真空技术的原理主要包括以下几点：•减压原理：通过机械泵或分子泵等设备，将容器内的气体分子抽出，降低容器中的气压。
•气体扩散原理：利用气体分子间的相互碰撞，使得气体从高压区域自动流向低压区域，实现气体抽出。
•吸附原理：通过在容器内放置吸附剂，通过吸附剂与气体分子之间的吸附作用，将气体从容器中去除。
2. 应用领域真空技术广泛应用于各个领域，以下列举几个重要的应用：2.1 半导体制造业在半导体制造过程中，真空技术被广泛应用于多个环节。
其中最主要的应用包括：•薄膜沉积：通过真空状态下的化学气相沉积法（CVD）和物理气相沉积法（PVD），在晶圆表面沉积各种薄膜材料，用于制造半导体器件的载体。
•离子注入：在真空状态下，将特定元素的离子注入到半导体材料中，改变其电学性质，用于制造各种器件结构。
•光刻：使用真空紫外光刻机，通过光刻胶对硅片进行图形化处理，制造微电子器件。
2.2 光学和光学薄膜真空技术在光学领域的应用主要包括：•薄膜镀膜：利用真空蒸发法和磁控溅射法，在光学器件表面沉积具有特定光学性能的薄膜，用于反射、透射和滤波等应用。
•激光清洗：利用真空环境下的高能激光束照射，将光学器件表面的污染物蒸发或剥离，可恢复器件的光学性能。
•光学试验和测试：利用真空状态下的光学试验仪器，对光学器件进行性能测试和优化。
2.3 材料加工和热处理真空技术在材料加工和热处理领域的应用主要包括：•真空炉：利用真空环境下的高温，对金属、陶瓷等材料进行热处理，改变其结构和性能。
•真空熔炼：通过真空下高温条件，使金属材料迅速熔融，从而实现高纯度的金属制备。
•粉体冶金：通过真空状态下的金属粉末冶金技术，制备具有高密度、高强度和特殊形状的零件。
2.4 航天航空领域真空技术在航天航空领域的应用主要包括：•火箭发动机试验：为了模拟宇宙中的真空环境，使用真空室对火箭发动机进行性能测试和验证。
真空技术概述
真空技术概述真空技术是一门研究和应用真空环境的学科，广泛应用于多个领域，如电子工业、光学仪器、材料科学等。
本文将对真空技术的概述进行详细介绍。
1. 真空的定义和特性真空是指在一定空间范围内，无气体或气体的压强极低，几乎接近于零的状态。
真空的特性包括：气体稀薄、无传热介质、无氧化作用、无声传播等。
2. 真空技术的应用领域真空技术广泛应用于以下领域：2.1 电子工业：真空技术在电子器件制造、显示屏制造等方面发挥着重要作用，可以提供纯净的工作环境。
2.2 光学仪器：真空技术可以消除气体折射和散射对光学仪器性能的影响，提高仪器的测量精度。
2.3 材料科学：利用真空技术可以对材料进行表面处理、薄膜沉积、材料热处理等，提高材料的性能。
2.4 航天科学：在航天器和航天模拟实验中，真空技术被广泛应用于模拟外太空真空环境。
2.5 化学工业：真空技术可以用于化学反应的环境控制，提高反应效率。
3. 真空技术的基本原理和设备3.1 真空泵：真空泵是真空技术中常用的设备之一，包括机械泵、旋片泵、根引泵等，可以抽取容器内的气体，形成真空环境。
3.2 真空度测量：为了控制和监测真空环境的质量，需要使用真空度测量设备，如电离真空规、热电离真空规等。
3.3 真空密封：在真空技术中，需要使用各种真空密封件，如橡胶密封圈、金属密封等，以保证系统的密封性能。
3.4 真空系统设计：真空技术的应用需要进行系统设计，包括真空容器的结构设计、泵的选型和布局等。
4. 真空技术的发展趋势随着科学技术的不断进步，真空技术也在不断发展演进，呈现以下趋势：4.1 高真空技术：在一些特殊领域，如核聚变、粒子加速器等，需要更高真空度的环境，对高真空技术的需求也越来越大。
4.2 低温真空技术：低温真空环境对于一些特殊材料和器件的研究具有重要意义，因此低温真空技术也成为研究热点。
4.3 微型化和集成化：随着微纳加工技术的发展，将真空技术应用于微型化和集成化器件制造中，可以提高器件性能和可靠性。
真空技术
真空技术真空技术是一门研究和应用于真空环境下的科学和技术领域。
它涵盖了真空的起源、产生和测量方法，以及在各个领域中的应用。
真空被定义为气体压力低于大气压的环境。
在大气压力以下，气体分子的自由程增加，而气体密度减小。
这种特殊的环境具有许多独特的特性，可以应用于各种领域，如科学研究、工业生产、电子学和空间技术等。
真空技术的起源可以追溯到古希腊和古罗马时期，当时人们意识到在没有空气存在的条件下，船只可以在水面上漂浮。
然而，真空技术的研究和应用直到18世纪末期才开始发展。
在19世纪，科学家们发现了真空对于电流传导和电弧的影响。
这些发现导致了真空电子学的发展，包括电子管和真空二极管的发明。
在20世纪，真空技术得到了广泛的应用，尤其是在科学实验和工业生产中。
在科学实验中，真空技术被用于创建无空气的环境，以便研究物质在非常低压下的行为。
例如，在粒子加速器中，真空技术被用于创建高真空环境，以便粒子可以在无干扰的条件下进行加速和碰撞。
在工业生产中，真空技术被用于制造和处理各种产品。
例如，在半导体生产中，真空技术被用于沉积材料和清洗表面，以确保产品的质量和可靠性。
此外，真空技术还在电子学领域扮演着重要的角色。
在真空管时代，真空技术是电子器件的核心。
随着半导体技术的发展，真空技术在电子学中的应用减少了，但在某些特殊领域仍然得到了广泛应用。
例如，在光电子学中，真空技术被用于制造光电子器件，如真空紫外光源和像增强器。
此外，真空技术也被用于制造和处理显示屏、太阳能电池和激光器等。
在空间技术中，真空技术是不可或缺的。
在太空中，真空是唯一可用的环境。
因此，为了使航天器能够在宇宙中工作，必须使用真空技术来设计和制造宇航器。
这包括选择合适的材料，以确保宇航器的可靠性和性能。
此外，真空技术还用于创建微弱的大气压，以模拟太空环境，以便测试和验证宇航器的性能和耐力。
综上所述，真空技术是一门研究和应用于真空环境的科学和技术，它在各个领域中发挥着重要的作用。
真空技术的基本原理和应用
真空技术的基本原理和应用真空技术是现代科学技术的重要分支之一，广泛应用于航空航天、半导体制造、光学镀膜、电子器件和材料科学等领域。
本文将介绍真空技术的基本概念、常见真空度和真空泵的分类、原理及应用等内容。
一、真空技术的基本概念真空是指在一个封闭的容器结构内，气体分子的平均自由程大于或等于该结构的尺寸，无法通过碰撞相互传递，从而形成的气体状态。
真空技术是利用真空环境下气体的流动性和物理、化学性质进行材料加工、产品测试和科学研究的技术。
二、常见真空度和真空泵的分类1. 常见真空度真空度的单位是帕(Pa)，衡量压强大小的基本单位。
一般来说，真空度等于1帕时已经属于"真空"。
根据压力的不同，真空度通常分为大气压(约1*10^5帕)、高真空(10^3～10^5帕)、超高真空(10^-1～10^3帕)和极高真空(10^-7～10^-1帕)等不同等级。
2. 真空泵的分类真空泵是用于排气并维持真空度的设备，按照其工作原理和结构特点可以分为机械泵、扩散泵、栅极放电离子泵、离子泵、分子泵等多种类型。
机械泵通常用于真空度在1～10^3帕范围内的气体排放，而分子泵、离子泵等则应用于超高真空范围内。
三、真空泵的原理及应用1. 机械泵机械泵是利用机械运动原理将气体压缩并加速排放的泵，适用于真空度在1～10^3帕范围内。
机械泵一般被广泛应用于高真空系统中，如微电子器件制造中的真空流程，以及真空实验中的真空度维持等。
2. 扩散泵扩散泵利用分子扩散原理把气体分子从低压区域转移到高压区域的泵，适用于高真空和超高真空范围。
扩散泵可被广泛应用于真空制程、真空加热、真空镀膜等领域。
3. 离子泵离子泵利用静电力场和磁场作用于离子，将气体分子逐渐抛离到反极板上，并将离子吸入电场内，使离子发生新的电离交换。
适用于超高真空和极高真空范围。
离子泵是现代半导体制造和核物理等领域中高效的承压排气设备。
4. 分子泵分子泵是一种利用气体分子中的分子扩散和抽吸作用将气体排到高真空范围内的泵。
真空技术与应用
真空技术与应用真空技术是指将封闭的容器中的气体或气体分子抽除至一定程度，使容器中气体的压力低于大气压力的一种技术。
该技术被广泛应用于科学研究、工业生产以及日常生活中的各个领域。
本文将介绍真空技术的基本原理、应用以及其在不同领域中的具体应用案例。
一、真空技术的基本原理真空技术的基本原理是通过减少容器中的气体分子数量，从而降低容器内的气体压力。
这一过程可以通过多种方法实现，包括机械泵抽气、扩散泵抽气、吸气泵抽气等，其中机械泵抽气是最常用的一种方法。
机械泵通过运动元件（如螺杆、叶片等）的旋转或往复运动，在容器内创造负压环境，将气体排出容器。
当气体压力降至一定范围时，就能够达到所需的真空度。
二、真空技术的应用领域1. 真空包装技术：真空包装技术通过将食品等物品放入真空袋中，将袋子中的氧气抽除，从而延长食品的保鲜期。
真空包装可以阻止食物的氧化、变质以及细菌的滋生，保持食品的口感和营养。
2. 半导体制造：在半导体芯片的制造过程中，需要在一定的真空环境下进行，以保证芯片的质量。
真空技术可以将制造过程中的杂质和气体去除，从而确保芯片的正常运行。
3. 物理实验研究：许多物理实验需要在真空环境下进行，以减少气体对实验结果的干扰。
例如，在真空条件下进行电子显微术实验，可以观察到更加清晰的显微结构。
4. 真空冷冻干燥：真空冷冻干燥技术广泛应用于药物制造、食品加工等领域。
在冷冻干燥过程中，物品在低温下被冷冻，随后在真空环境下加热，使物品中的水分以气体形式从固态直接转化为蒸汽，从而达到干燥的效果。
三、真空技术在航天领域中的应用案例1. 真空舱：航天器中的舱室需要具备一定的真空度，以确保航天员的安全。
通过真空技术，航天器内部的氧气和其他有害气体被抽除，为航天员提供洁净的工作环境。
2. 真空传感器：航天器的导航和控制系统中使用了许多真空传感器，以监测和控制航天器的真空度。
这些传感器可以精确地测量真空度，确保航天器的正常运行。
3. 真空脱气：在航天器的发动机中，需要使用真空脱气系统来排除燃料和润滑油中的气体，以提高发动机的性能和可靠性。
真空技术实验技术的使用教程
真空技术实验技术的使用教程引言：真空技术是一门应用广泛的科学技术，在各领域的实验研究中起到重要作用。
本文将介绍真空技术的基本原理、常见实验设备以及使用技巧，帮助读者更好地掌握真空实验技术。
一、真空技术的基本原理真空是指低于一个大气压的气压状态。
真空技术实验的前提就是建立并维持一定的真空环境。
真空环境的建立是通过排除气体和蒸气的方法实现的，其基本原理包括以下几点：1.压力差原理：利用高压与低压之间的压力差，将气体从高压区域排放到低压区域，从而形成真空环境。
2.吸附分子排除原理：通过吸附剂或吸附冷阱，将气体分子吸附在表面上，达到排除气体的目的。
3.扩散原理：利用分子之间的碰撞和扩散运动，将气体分子从高浓度区域向低浓度区域扩散，实现排除气体的效果。
二、常见实验设备在真空技术实验中，使用的设备多种多样。
以下列举几种常见的实验设备及其作用：1.真空泵：真空泵是真空技术实验中最常用的设备之一，它的作用是排除容器内的气体和蒸气，从而形成真空环境。
常见的真空泵有离心泵、机械泵、扩散泵等。
2.真空计：真空计用于测量真空度，帮助实验者了解实验环境的气压状态。
常见的真空计有热导率真空计、电离真空计、母线阴极真空计等。
3.真空密封件：真空设备中常用的密封件有橡胶密封圈、金属密封圈等，其作用是保持真空系统的密封性，防止气体泄漏。
4.真空室：真空室是进行真空技术实验的重要容器，也是建立真空环境的载体。
真空室材料具有良好的气密性，常用的材料有不锈钢、铝合金等。
三、使用技巧在进行真空技术实验时，需要注意一些使用技巧，以确保实验的顺利进行和结果的准确性。
1.真空密封：在进行实验前，需要检查真空系统的密封情况，确保密封件完好且安装正确。
实验过程中如果出现漏气现象，应及时检查、更换密封件。
2.真空度控制：根据实验需求，合理控制真空度。
一般情况下，真空度越高，排除气体的效果越好，但也会增加操作难度。
因此，实验者需要根据实验目的和设备要求，选择适宜的真空度。
真空技术的应用与原理简介
真空技术的应用与原理简介1. 真空技术的定义和概述真空技术是一门研究和应用在低压或高真空条件下的物理、化学和工程学科。
它主要研究和应用在真空环境中的物质性质、物质的运动方式以及各种真空设备的设计、制造和应用。
## 2. 真空技术的原理真空技术主要基于以下几个原理： - 压力梯度原理：真空的产生是通过控制气体压力在封闭容器内的梯度差来实现的。
通常通过使用泵等设备将气体抽取出来，使得容器内部的气压下降，形成真空。
- 分子运动理论：在真空环境下，气体分子的平均自由程增大，分子之间的碰撞频率减少，从而导致气体的扩散速率减慢。
- 泵的工作原理：真空泵是用来抽取容器内气体的设备。
常见的真空泵包括机械泵、扩散泵、分子泵等。
这些泵的工作原理包括压缩、扩散和化学反应等方式来降低气体压力。
## 3. 真空技术的应用领域真空技术在许多不同的领域中得到了广泛的应用，下面列举了几个主要的应用领域： - 工业制造：真空技术在电子、半导体、光学、玻璃、陶瓷等工业制造过程中应用广泛。
真空环境可提供干燥、无尘、无气体等特殊条件，有助于提高产品质量和降低成本。
- 医疗技术：真空技术在医疗设备中的应用越来越重要。
例如，真空输液设备、吸引装置、药物包装等，都离不开真空技术的支持。
- 真空电子器件：真空技术在电子器件中扮演着重要角色。
真空管、二极管、三极管等都是基于真空技术原理的设备。
- 真空冷冻技术：真空中的热传导非常慢，可以用作绝热材料。
因此，真空冷冻技术广泛应用于食品、药品、化妆品等低温保存领域。
- 宇宙探测：在宇宙环境中，真空是普遍存在的。
航天器、人造卫星等宇宙探测设备必须在真空环境下运行，真空技术在宇宙探测中起着重要作用。
## 4. 真空技术的发展和前景随着科技的进步，真空技术在各个领域的应用越来越广泛。
同时，由于真空技术在工业制造、医疗、能源等方面的重要性，其研究和应用也日益受到重视。
未来，随着新材料、新器件以及新能源等的出现，真空技术的发展前景将更加广阔。
真空技术(vacuum technique)教材
真空系统
真空系统概念
• 真空系统是由真空泵、真空计、真空阀门、冷阱及真空 管道等组合而成的，是具有所需抽气功能的装置。
真空系统
真空系统应满足下列基本要求：
• 1、应能达到一定的极限真空和工作真空。 极限真空是指系统无漏气时所能达到的最低压强，它是 真空系统的一个重要性能指标。一般说来，极限压强越 低的真空系统越好。工作真空是进行某种工艺过程时所 能维持的真空。在工艺处理过程中，往往要放出大量的 气体，因此工作真空低于系统的极限真空。
真空系统
真空系统应满足下列基本要求：
• 2、有较大的有效抽速 • 3、具有适宜的气氛 • 4、此外，真空系统还要求结构简单、牢靠、操作维修方 便、价格便宜等。
真空系统
真空系统的材料
• 真空系统所用的材料，大致可分为结构材料和辅助材料 两类。结构材料是构成真空系统主体的材料，它将真空 与大气隔开，承受着大气的压力，一般是金属和玻璃。 辅助材料通常是指弹性体、绝缘体和真空油脂等。
真空系统
真空阀门
• 真空阀门是一种用来改变气流方向或控制流量大小的部 件，在真空系统中起着重要作用。
真空系统
真空阱
• 真空阱可分为机械阱、吸附阱和液氮冷阱，在低真空、 高真空系统中都可应用。在低真空系统中主要用来阻挡 和吸附来自机械泵的油蒸汽，防止油蒸汽污染真空系统； 在高真空和超高真空系统常将真空阱置于扩散泵入口的 上方用来吸附和阻挡扩散泵的油蒸汽返流到真空容器， 同时也吸附真空系统中的水和其它物质的蒸汽，以获得 所需要的清洁真空。冷阱是利用低温壁来捕集油蒸汽和 其它蒸汽，其效果取决于冷阱结构和冷剂的温度，温度 越低效果越好。
真空系统
操作注意事项
• 操作中需要尽可能避免或减少油蒸汽的污染，使真空系 统经常处于清洁、良好的状态，严格操作规程，防止故 障发生。 • （1）泵工作液的选择 • （2）设计机构的考虑 • （3）定期维护吸附阱 • （4）控制预抽压强减少机械泵油蒸汽的返流 • （5）气体净化 • （6）供给冷阱液时呀把气阀打开，放出温度较高的气体 以防冷阱温升，释放出已吸附的蒸汽物质。 • （7）定期检查机械泵油的油位，防止油量不足而降低泵 的性能 。 • （8）停机后要对机械泵放气，防止回油。
真空技术
真空技术2328117 李中平应化81使用真空技术可以避免很多不必要的烦恼，也可已获得难以想象的技术效果。
得到一些方面的技术突破。
真空是指低于大气压力的气体的给定空间，即每立方厘米空间中气体分子数大约少于两千五百亿亿个的给定空间。
真空是相对于大气压来说的，并非空间没有物质存在。
用现代抽气方法获得的最低压力，每立方厘米的空间里仍然会有数百个分子存在。
气体稀薄程度是对真空的一种客观量度，最直接的物理量度是单位体积中的气体分子数。
气体分子密度越小，气体压力越低，真空就越高。
但由于历史原因，量度真空通常都用压力表示。
真空技术是建立低于大气压力的物理环境，以及在此环境中进行工艺制作、物理测量和科学试验等所需的技术。
真空技术主要包括真空获得、真空测量、真空检漏和真空应用四个方面。
在真空技术发展中，这四个方面的技术是相互促进的。
为了保证真空系统能达到和保持工作需要的真空，除需要配备合适的、抽气性能良好的真空泵以外，真空系统或其零部件还必须经过严格的检漏，以便消除破坏真空的漏孔。
低(粗)真空、中真空和高真空系统一般用气压检漏；对于超高真空系统，在采用一般检漏法粗检以后，还要采用灵敏度较高的检漏仪，如卤素检漏仪和质谱检漏仪来检漏。
随着真空获得技术的发展，真空应用日渐扩大到工业和科学研究的各个方面。
真空应用是指利用稀薄气体的物理环境完成某些特定任务。
有些是利用这种环境制造产品或设备，如灯泡、电子管和加速器等。
这些产品在使用期间始终保持真空；而另一些则仅把真空当作生产中的一个步骤，最后产品在大气环境下使用，如真空镀膜、真空干燥和真空浸渍等。
真空的应用范围极广，主要分为低真空、中真空、高真空和超高真空应用。
低真空是利用低(粗)真空获得的压力差来夹持、提升和运输物料，以及吸尘和过滤，如吸尘器、真空吸盘。
中真空一般用于排除物料中吸留或溶解的气体或水分、制造灯泡、真空冶金和用作热绝缘。
如真空浓缩生产炼乳，不需加热就能蒸发乳品中的水分。
真空技术(vacuum technique)
真空系统
真空系统应满足下列基本要求：
• 2、有较大的有效抽速 • 3、具有适宜的气氛 • 4、此外，真空系统还要求结构简单、牢靠、操作维修方 便、价格便宜等。
真空系统
真空系统的材料
• 真空系统所用的材料，大致可分为结构材料和辅助材料 两类。结构材料是构成真空系统主体的材料，它将真空 与大气隔开，承受着大气的压力，一般是金属和玻璃。 辅助材料通常是指弹性体、绝缘体和真空油脂等。
真空的应用
利用真空与地面大气的压力差，可以输运流体、吸尘等。 利用真空中气体分子密度小的特征，可以制造各种电真 空器件如电光源 、 电子管等 。 真空环境有利于某些金 属的焊接、熔炼，某些低熔点金属如Mg、Li、Zn等的分 馏、纯化，以及某些活性金属如Ca、Li、Cs等的氧化物 还原，真空环境(1～10-1Pa)下的低温脱水，真空干燥已 成功地用于浓缩食品、奶粉，制造血浆等。同位素分离， 大规模集成电路的加工，镀膜等也都需要在真空环境下 进行。在科学研究中，例如表面物理实验，各种加速器、 聚变反应和空间环境模拟等都离不开真空。
真空的测量
电离真空规
• 其测量真空度的基本原理是，电离真空规管与真空体系 连接，测量时通电后规管灯丝发射电子，这些电子在带 正电压的栅极作用下高速向收集极运动，在运动过程中 撞击气体分子使它们电离。这样形成的离子流与体系中 气体分子的浓度成正比。因此，由离子流的大小可知气 体的压强。电离真空规的应用范围一般为 0.1333~1.33310-7Pa（10-3~10-9Torr）。
真空系统
操作注意事项
• 操作中需要尽可能避免或减少油蒸汽的污染，使真空系 统经常处于清洁、良好的状态，严格操作规程，防止故 障发生。 • （1）泵工作液的选择 • （2）设计机构的考虑 • （3）定期维护吸附阱 • （4）控制预抽压强减少机械泵油蒸汽的返流 • （5）气体净化 • （6）供给冷阱液时呀把气阀打开，放出温度较高的气体 以防冷阱温升，释放出已吸附的蒸汽物质。 • （7）定期检查机械泵油的油位，防止油量不足而降低泵 的性能 。 • （8）停机后要对机械泵放气，防止回油。
真空技术的基本原理
真空技术的基本原理真空技术是现代化学、物理、材料科学等研究领域中不可或缺的一环。
从大气压到超高真空，真空技术覆盖了广泛的压力范围，并涉及广泛的应用。
在半导体、光电子、航空航天、材料和生命科学中，真空技术已经成为许多关键过程和实验的必要条件。
本文旨在介绍真空技术的基本原理，包括真空的定义、真空的分类、真空的测量和真空的维护。
1. 真空的定义真空是指处于气体分子数量极少，压力极低的状态下的气体。
在真空中，气体分子的自由程大于真空容器的尺寸，因此气体分子之间的碰撞相对减少。
真空的常见定义是1个大气压下，气体分子数1 cm³中的数量不超过10¹⁹个。
在真空中，气体的性质发生了明显的改变，体积扩张，密度减少，流动性增强，热传导性减弱，放电电压降低，对物质的吸附和反应能力下降等等。
2. 真空的分类真空的常见分类包括高真空、超高真空、极高真空和超极限真空。
其中高真空是指在1个大气压以下，但在10⁻³ Pa ~ 10⁻⁶ Pa之间的真空。
超高真空是指在10⁻⁶ Pa ~ 10⁻⁹ Pa之间的真空。
极高真空是指在10⁻⁹ Pa ~ 10⁻¹¹ Pa之间的真空。
超极限真空的压力低于10⁻¹¹ Pa。
在高真空和超高真空中，气态分子已经基本消失，真空泵抽取的是残余气体和表面粘附的分子。
在极高真空和超极限真空中，气态分子几乎不存在，抽取的是表面附着分子。
3. 真空的测量真空的测量是真空技术中非常重要的一环。
常见的真空测量方法包括机械压力计、电学压力计、质谱计和气体泄漏检测器。
机械压力计是一种基于弹簧、摆锤和液体的力平衡原理的压力计，广泛用于高压到低压范围内的测量。
电学压力计是利用气体分子与电极之间产生电离的原理来测量真空的一种方法。
质谱计是利用分子在磁场中被分离的原理来测量真空的一种方法。
气体泄漏检漏器是一种用于监测气体泄漏的仪器，它可以检测出极小的气体泄漏，对于维护系统的真空级别非常重要。
真空技术
3、真空系统
真空泵机组是由机械泵、罗茨泵、分子泵串联组成，当 机械泵抽到600Pa时罗茨泵开始工作，当罗茨泵抽到2Pa 以下时，分子泵开始工作，真空室真空度为10-3Pa。
罗茨泵
分子泵
机 械 泵 真空机组图
4、真空测量
•4.1真空计
用于测量真空度，根据其工作原理可分为绝对真空计和 相对真空计。前者直接测量压强，如汞柱型真空计；后者不 能直接测量压强的数值，通过测量与压强有关的物理量，再 与绝对真空计相比较进行标定得到压强数值，如热偶真空计 、热阴极电离真空计。 由于各种真空计的工作原理和结构不同，以及与压强有 关的物理量和压强的关系，在一定的压强范围内才成立，因 此各种真空计都有不同的测量范围（量程）。
4.2.2按真空计测量原理分类 •a）直接测量真空计:
•（1）静态液位真空计。利用U型管两端液面差来测量压力。 •（2）弹性组件真空计。利用与真空相连容器表面受到压力作 用而产生弹性变形来测量压力值的大小。
•b）间接测量真空计:
压力为10-1Pa时，作用在1cm2表面上力只有10-5N。测量这样 小的力是困难的。但可根据低压下与气体压力有关的物理量的 变化来间接测量压力的变化。属于这类的真空计有如下几种。 •（1）热传导真空计。利用低压下气体热传导与压力有关这一 原理制成。常用的有电阻真空计和热偶真空计。
2.1机械泵
进气口 油窗 排气口 机械泵油 排气阀
2.1.1组成：在真空行业
中应用最多的机械泵为旋 片式机械泵（以下简称旋 片泵）。旋片泵主要结构 如左图。主要由进气口、 排气口、排气阀、定子、 转子、旋片、气镇阀、油 窗、机械泵油、电机等组 成。
转子
旋片 定子
单级旋片泵图
2.1.2机械泵工作原理：机械泵是应用最广泛的一种低
真空技术
真空是指低于大气压力的气体的给定空间，即每立方厘米空间中气体分子数大约少于两千五百亿亿个的给定 空间。真空是相对于大气压来说的，并非空间没有物质存在。用现代抽气方法获得的最低压力，每立方厘米的空 间里仍然会有数百个分子存在。
气体稀薄程度是对真空的一种客观量度，最直接的物理量度是单位体积中的气体分子数。气体分子密度越小， 气体压力越低，真空就越高。但由于历史原因，量度真空通常都用压力表示。1真空常用帕斯卡（Pascal）或托 尔（Torr）做为压力的单位。
技术标准
1、GB/T 3163-2007真空技术术语 2、GB/T 3164-2007真空技术图形符号 3、GB/T 4982-2003真空技术快卸连接器尺寸第1部分：夹紧型 4、GB/T 4983-2003真空技术快卸连接器尺寸第2部分：拧紧型 5、GB/T 6070-2007真空技术法兰尺寸 6、GB/T 6071-2003超高真空法兰 7、GB/T 7774-2007真空技术涡轮分子泵性能参数的测量 8、GB/T -1999真空镀膜设备通用技术条件 9、GB/T -1996真空技术管路配件装配尺寸 10、GB/T -2000真空技术质谱检漏仪校准 11、GB/T.1-2005蒸汽流真空泵性能测量方法第1部分：体积流率(抽速)的测量
感谢观看
真空技术
技术类型
01 真空简介
03 应用领域
目录
02 发展历史 04 技术标准
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
四、真空度的测量
4.1 按真空计刻度方法分类 真空度测量是指在低于一个标准大气压的条件下，对气体全
压力的测量。按真空计刻度方法可分为：
绝对真空计
• 直接读取气体压力，其压力响应（刻度）可通过自身几何尺 寸计算出来或由测力计确定。
相对真空计
• 与气压有函数关系的量来确定压力，不能通过计算进行刻度， 需校准后才能刻度。
罗茨泵具有起动快、结构紧凑、运转维护费用低等特点。在冶金、 石油化工、造纸、食品、电子工业部门得到广泛的应用。
三、真空的获得
➢ 螺杆式真空泵
螺杆式真空泵是利用一对等螺距或变螺 距的螺杆，在泵壳中作同步高速反向旋转 ，利用泵壳和相互啮合的螺旋将螺旋槽分 隔成多个空间、形成多个级，气体在各个 槽内进行传输运动从而产生的吸气和排气 作用的抽气设备。
一、真空概念及测量单位
1.2 真空科学发展历程
1643
意大利物理学 家托里拆利首 次获得人为真 空。
1940
1879
1650
德国物理学家 盖利克制成活 塞真空泵。
美国发明家爱 迪生借助真空 特性发明白炽 灯。
真空应用扩大 到核研究、真 空冶金、真空 镀膜和冷冻干 燥等方面。
一、真空概念及测量单位
torr
torr：“托”，命名来源物理学家托里拆利， 1torr是指 “幼细直管内水银顶高1mm的压力”。
一、真空概念及测量单位
主要压力单位换算表
领导再也不用担心 我不会压力换算啦！
Pressure unit
Pa
bar kgf/cm2 atm
at
torr mmHg psi
1 Pa
1
0.00001 0.00001 0.00001 0.00001 0.0075 0.0075 0.00014
3.1 真空的获得原理 为了使体系形成真空就必须将其中的气体排出，或者使气体
分子不能再体系内自由活动。因此，形成真空的方法主要有以 下两种： ➢ 运用机械装置将体系中的气体抽出的方法获得真空； ➢ 利用吸气剂、捕集器等将体系中的气体吸附获得真空。
后者如吸气剂常用与真空电子设备中；工业中常用前者获得 真空，所用的抽气装置通常称之为真空泵、抽气机。
三、真空的获得
3.2 真空泵的分类 按真空泵的工作原理，真空泵基本上可以分为两种类型，即 气体传输泵和气体捕集泵。
➢ 气体传输泵：一种能使气体不断的吸入和排出，借以达到抽 气目的的真空泵，这种泵基本上有两种类型：
• 利用泵腔容积的周期性变化来完成吸
变容真空泵 气过程的一种真空泵气体在排出前被
压缩。
98067 0.98067
1
0.9678
1
735.6 735.6 14.22
1 torr
133.3 0.00133 0.00136 0.00132 0.00136
1
1
0.01934
1 mmHg 133.322 0.00133 0.00136 0.00132 0.00136
1
1
0.01934
1 psi
四、真空度的测量
4.2 部分绝对真空计简介
➢U型真空计：利用U型管内液体高度差△h计算出U型管两侧的压力差 △p=p1-p2=ρg △h
开式U型压力计
闭式U型压力计
电学测量U型压力计
四、真空度的测量
➢ 压缩式真空计：根据一定温度下气压与体积成反比的定律（波义耳 定律），用液体将已知体积的待测气体压缩到已知小体积内的液位 压力计，又称为麦氏真空计。
1.3 真空度及测量单位 在真空技术中常用真空度来度量真空状态下空间气体的稀薄
程度，即分子数密度。完全没有气体活动的空间状态称之为绝 对真空。因此绝对真空实际上是不存在的。
通常真空度用气体的压力值来表示。 ➢ 压力值越高，真空度越低； ➢ 压力值越低，真空度越高。
一、真空概念及测量单位
1.4 常用的压力单位
真空传送带
真空吸吊机
真空铸造机
二、真空区域划分及运用
➢ 各种电真空器件的工作原理是基于电场、磁场来控制电子在 空间的运动借以达到放大、振荡、显示图象等目的，如：
照明灯
真空电子管
电子衍射仪
电子显微镜
二、真空区域划分及运用
➢ 直空在冶金工业中的应用，如：
真空熔炼炉
真空烧结炉
真空退火炉
真空蒸馏器
真空结晶器
压缩式真空计
压缩式真空计测量图
四、真空度的测量
4.3 部分相对真空计简介
➢热传导真空计：测量原件由玻璃管壳中由边杆支撑一根热丝，热丝 通以电流加热，使其温度高于周围气体和管壳的温度，于是在热丝和 管壳之间产生热传导。热传递的速度取决于气体分子数量，从而测量 出真空度。
热传导真空计原理图
热传导真空计
一、真空概念及测量单位
Pa bar
Pa： “帕斯卡”，来至帕斯卡裂桶实验，是我国法定压力 单位。含义是所受压力与受压面积之比，公式是：p=F/S， 1Pa=1*10-3kPa=1*10-6MPa。
bar：“巴” ，1bar=10N/cm²，该单位于1909年开始运用， 是早期气象学用压力单位，1bar=1000mbar。
6894.76 0.06895 0.07031 0.06805 0.07031 51.7149 51.7149
1
二、真空区域划分及运用
2.1 真空区域划分 根据GB/T3163-2007《真空技术 术语》规定，真空区域大致
划分如下：
二、真空区域划分及运用
2.2 真空的运用 ➢ 利用真空与大气间存在压力差所产生的力来做功，因此真空 可用于输运、吸引、起吊及真空造型等设备。
螺杆式真空泵按密封方式可分为干式和油式。主要运用于液晶面 板、半导体工厂等大型中央真空系统。
三、真空的获得
➢ 爪形转子真空泵
爪式泵在泵壳内具有两个共轭啮合的爪 形转子。转子由一对同步高精度齿轮来带 动旋转并固定相位。爪形转子转动形成泵 腔容积的周期性变化来完成吸气的过程， 也是一种变容真空泵。
爪式泵沿轴向逆流少，压缩比在高压 区较高。主要在化学工业、蒸馏、干燥工 艺等生产过程中应用。
一、真空概念及测量单位
二、真空区域划分及运用
培训目录
三、真空的获得
四、真空度的测量
一、真空概念及测量单位
1.1 真空概念 真空：来源于拉丁语“Vacuum”，是指在给定的空间内，压
强低于一个标准大气压的气体状态，也就是该空间内气体分子 数密度低于该地区大气压的气体分子数密度。
1643年，意大利物理学家托里拆利(E.Torricelli)首创了著名的 大气压实验，获得真空。因此真空可分为 ➢ 自然真空：气压随海拔高度增加而减小，存在于宇宙空间； ➢ 人为真空：用装置抽掉给定空间内的气体获得。
atm Psi
atmosphere ：“标准大气压” ，1个标准大气压是用纬度 为45°的海平面的平均气压规定的，约为760mm的水银柱 的高度。
pounds per square inch ：“普西” ，欧美等国家一般习 惯用Psi作单位，含义是每平方英寸面积上作用1磅的力。
mmHg
mmHg：“毫米汞柱” ，来至托里拆利实验，其原理是以 汞柱所产生的静压力来平衡大气压力，以汞柱的高度度量 大气压力的大小。
• 单位时间内流经泵入口的气体流量。
压缩比
• 泵对给定气体的出口压力与入口压力之比。
PS 泵的抽气速率和极限压力是在实际应用中选配真空泵的最重要的参数！
三、真空的获得
3.4 部分真空泵简介
➢ 水环式真空泵
水环式真空泵是液环式真空泵中最常 见的一种。水环式真空泵是带有多叶片的 转子偏心装在泵壳内。当它旋转时，就形 成了容积周期变化的旋转变容真空泵。
真空脱气仪
二、真空区域划分及运用
➢ 真空在镀膜工业中的应用，如：
化学气相沉积CVD
物理气相沉积PVD
反应离刻蚀机
光伏离子注入机
二、真空区域划分及运用
➢ 除以上介绍几个方面的运用外，真空还运用于：
在离子加 速器中的
应用
在食品包 装及冷冻 干燥工业
在航天工 业中的运
用
在受控核 聚变中的
应用
三、真空的获得
三、真空的获得
➢ 水喷射真空泵
水喷射泵工作原理是具有一定压力的水, 通过喷嘴向吸入室高速喷出, 形成高速射流 ；吸入室中的气体与之混合,形成气液混合 流,带走吸入室的空气，使其压力降低,从而 形成真空。原理上看，属于动量传送泵
水喷射真空泵操作简单维修方便，广泛应用于化工、制药、纺织 等行业.主要应用真空吸收、真空结晶、真空干燥输送等工艺。
3.3 描述机械真空泵性能的主要参数
抽气速率(体积流率)(s；单位：m³/h,L/s)
• 简称泵的抽速。即在一定的压力、温度下，真空泵在单位时间内从被抽容器中抽走的气体体积。
极限压力(极限真空)(p；单位：Pa，mbar)
• 真空泵的入口端经过充分抽气后所能达到的最低的稳定的压力。
抽气量( q；单位：Pa·m³/h；Pa·L/s)
四、真空度的测量
➢ 弹性式真空计：真空计内有一不锈钢制成的扁平截面弹簧弯管，管 的一端与被测真空系统相连，另一端封死，并通过连杆齿轮与指针 相连。当管内气体压强降低时，指针朝相反方向旋转，从而读出刻 度值。
弹性式真空计结构图
耐震真空压力计
• 依靠高速旋转的叶片或高速射流，把
动量传输泵 动量传输给气体或气体分子，使气体
连续不断地从泵的入口传输到出口。
三、真空的获得
➢ 气体捕集泵：是一种使气体分子被吸附或凝结在泵的内表面
上，从而减小了容器内的气体分子数目而达到抽气目的真空
泵，有以下几种型式：
吸附泵
低温泵
吸气剂泵