真空技术原理简述

真空技术原理简述
东北大学首期《真空技术》培训班系列教程之一
2 真空技术的发展历史
最早的真空获得和应用，可追溯到
公元前六世纪，我国炼铁技术就相
真 当进步，为了熔化铁，在炼铁炉上
空 技 术
配有鼓风设备。最初使用的叫“ ”的 皮囊鼓风、“风箱”鼓风。
概
论
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风箱的作用过程包括：负压吸气和
真 空 技
增压排气。与现在的往复活塞真空 泵的作用原理基本相同。这种风箱 在公元1367年时就已成为炼铁的重
术 要工具了。这是最早真空获得和应
概 用的实例。
论
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还有更为典型的例子是中医的拔火
罐。两千年前，它已在我国民间用
技
术
概
பைடு நூலகம்
论
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进一步，人们运用科技手段，发明
了各种真空泵去抽掉密闭容器中的
真 气体，获得“人为真空”，逐渐形成了
空 技 术
“真空技术”这个学科。但是，即使在 使用现代排气方法获得的最低压力，
概 也只能达到10－12～10－13Pa。还远未
论 达到绝对真空。
他用一根一端封闭的细长玻璃管和
一个盛水银的小槽，先将水银从玻
璃管开口端灌入，直到灌满全管。
真 然后压住开口，将玻璃管倒立在水
空 银槽内，再打开压住的开口。此时
技 术 概
玻璃管中的水银高度逐渐下降，直 到距离小槽液面以上760毫米时，就
真 十分之一，96公里高空，只有百万
空 技 术
分之一。地球大气层以外的宇宙真 空，称为“空间真空”，它是典型的
概 “自然真空”。
论
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人通过胸腔和腹腔之间的膈膜的收
缩和放松迫使肺呼吸，吸气时胸腔
真 空
压力接近大气压力，呼气时可降到 大气压力以下，即人为真空状态。
真 对真空条件的需求，推动了真空技 空 术的长足进步。
技 术 概 论
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我 国 在 20 世 纪 60 年 代 初 ， 把 真 空 技
真 术作为极端技术（高压、真空、高
空 温、低温）之一，受到国家的高度
技 术
重视。
概
论
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在海洋平面上，气体产生的压力值
为101325Pa，约105Pa，此值称为标
真 准大气压。而珠峰顶处的大气压力
空 只有32000Pa。为海平面处压力的三
技 术
分之一左右。
概
论
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大气压力随着离地高度的递增而降
低，基本按指数规律下降。18公里
高空，大气压力降到标准大气压的
真 尤其是超高真空、超清洁表面的出
空 现，揭示了自然界中许多新的现象
技 术
和规律，纳米科技就是一例。
概
论
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根据IUVSTA的划分，现代真空技术的分
支学科包括：经典的真空技术（真空获
得、检测、系统及其常规应用），真空
冶金及表面工程，等离子体科学于技术，
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二. 经典真空技术及其应用的历史回顾 1何谓真空 2 真空技术的发展历史
真 空 技 术 概 论
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1何谓真空
所谓的真空，一种是物理学上的“真
空”，没有或者不计气体分子和原子
存在的物理空间，仅存在各种能量
真 粒子的场空间；另一种是应用物理
空 技 术
与技术所讨论的“真空”，指低于一个 大气压力的稀薄气体的空间状态。
概 “真空”一词来自拉丁语“Vaccum”，原
论 意是“空虚”。
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地球上存在着自然状态的真空。包 围地球的大气层、受地心引力（空 气分子重力）的作用，离地面越高、
我校的“真空技术及设备”专业正是在
这 种 情 况 下 ， 于 1958 年 诞 生 的 ，
真 空 技 术 概
1962 年 有 了 第 一 届 毕 业 生 。 1979 年 成 立 中 国 真 空 学 会 。 1983 年 中 国 中 国真空学会作为中国唯一的会员单 位加入了国际真空科学技术于应用
论 协会（IUVSTA）。
真 薄膜，电子材料及加工工艺，表面科学，
空 技 术
应用表面科学，纳米科学与技术。目前 我国真空学会也是安此分支设置专业委
概 员会的。
论
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因此真空技术不仅为现代许多科技 所需要，而且在更深层次的物理学 研究中也是一个非常重要的物理范
真 畴。
空 技 术 概 论
真 作治病的工具。它很好地利用了空
空 气热胀冷缩、蒸汽冷凝等物理现象
技 术
来形成罐内真空。
概
论
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历史上有确切记载获得“真空”的却是
真 欧洲人。1643年，意大利人托利拆
空 技
里做了大气压实验。
术
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《真空技术》培训班系列教程之一
真空技术的历史回顾与近代发展
一. 前言
二. 经典真空技术及其应用的历史回 顾
真 三、真空实用技术及其应用
空 技
四．真空技术的近代发展
术
概
论
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一. 前言
“真空技术”作为独立的学科体系，始 于19世纪末20世纪初。20世纪中期， 随着电子器件、原子能、航天技术
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传统的真空技术主要包括：真空的 真 获得、检测以及真空系统的配置等。 空 成分配合许多学科创新的条件和手 技 段。
术 概 论
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然而，现代科学技术的相互交叉渗
透，极大地丰富了真空技术的内涵。
真 空气越稀薄。
空 技 术 概 论
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通常衡量气体稀密程度的物理量是 压力，因为气体分子处于无规则的 热运动之中，与物体碰撞时会产生
真 压力。气体分子密度越大，气体压 空 力也越大。
技 术 概 论
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