真空系统组成与设计基础
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东北大学第七期《真空技术》培训班
真空系统组成 与设计基础
主讲人：
经作者授权，版权所有归东北大学真空与流体工程研究中心与原作者共有。未经本中心及原著者同意， 任何人或任何单位不得私自拷贝、刻录、传播、转载本讲义，或用于商业用途。
东北大学第七期
《真空技术》培训系列之
一. 真空技术概况 （杨乃恒） 二. 真空工程理论基础 （张世伟） 三. 真空系统组成与设计基础 （刘坤） 四. 干式真空泵原理与技术基础 （巴德纯） 五. 真空获得设备原理与技术基础 （张以忱） 六. 真空镀膜技术基础 （张以忱） 七. 真空测量技术基础 （刘玉岱） 八. 质谱原理与真空检漏 （刘玉岱） 九. 真空冶金技术基础 （王晓冬）
真空吹氧脱碳炉
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
非自耗电弧炉
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
磁控溅射与离子 束联合镀膜机
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
什么是真空系统？
用一句话来概括，真空系统就是用来获得有 特定要求的真空度的抽气系统。
例如：镀膜设备真空系统； 真空热处理炉真空系统； 航空模拟器真空系统； 真空冶炼炉真空系统； 真空压力浸漆真空系统等等。
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
1.真空系统的组成
1.1真空系统的概念 1.2真空系统的组成元件 1.3真空系统的分类 1.4真空系统设计的基本内容
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
1.1 真空系统的概念
半导体工业需要清洁的环境
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
真空集便器与真空除污机
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
生；变形小、硬度均匀；脱脂除 气，可获得洁净表面。
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
光学镀膜机
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
空间环境 模拟室
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
真空电炉：真空电炉是在最近几十年发展起来的，在真空条件（稀
薄气体中）工作的。根据加热热源不同，真空电炉可分为：
电阻加热炉
感应加热炉
电弧加热炉 电子束加热炉
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
特点：无公害、不改变尺寸和 表面光洁度、无剥落、不需再 Engineering Research Center of Northeastern University, China
真空热处理： 真空热处理是真空技术与热处理技 术相结合的新型热处理技术，即在 低于一个大气压的气氛环境中进行 热处理，真空热处理实际也属于气 氛控制热处理。 真空热处理可以实现几乎所有的常 规热处理所能涉及的热处理工艺， 但热处理质量大大提高。 无氧化、无脱碳、无毒害物质产
真空硬地垃圾清洁机
“象鼻”真空吸尘 机
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
Want of Manufacturing of semiconductor Industry
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
大规模 集成电 路
液晶显示 器
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
气动真空输运设备
带式真空压榨过滤机
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
差压型真空注型机
真空压力浸渍设备
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
十. 真空设备选型的方法与实践 （徐成海）
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
课程内容
1.真空系统的组成 2.真空系统组成元件 3.真空系统的设计计算
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
大型真空热实验设备
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
国内第一台千瓦量级的氦制冷系统
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
X射线光电子能谱仪
近场光学显微镜
扫描电子显微镜
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
扫描近场光学显微镜
多模式扫描探针显微镜
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
扫描电子显微镜： 用细聚焦电子束轰击样品表面，电子 与样品相互作用产生二次电子、背散 射电子等。
用于对样品表面或断口形貌进行观察和分析
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
相 机 镜 头
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 哈勃太空望远镜 幕墙玻璃
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
Vacuum Environment Simulation
模拟舱中的神州飞船
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
真空电子束焊接：定向高速运动的电子束流撞击工
件使动能转化为热能而使工件熔化，形成焊缝
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
多功能离子注入设备
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
真空度的提高（极高真空10-12Pa）和真空容器大
型化（例如宇航的微重力试验的真空系统真空室 1700m3），今后新的尖端科学技术的发展对此要 有所考虑。
马德堡半球实验
Magdeburg-spheres Experiment
用两个直径119厘米的半球合起来，用水银真空泵将球内
空气抽至粗真空，每个半球用8匹马才能向相反方向拉开。
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
离子注入：
真空中一束离子束射向固体材料， 把固体材料原子或分子撞出材料 表面，叫做溅射； 离子束从固体材料表面弹回来， 或穿出固体材料而去，叫做散射； 而当离子束射到固体材料后，受 固体材料抵抗速度慢慢减低，并 最终停留在固体材料中，叫做离 子注入。 离子注入引起材料表面成分、结 构和性能变化，从而优化材料表 面性能，或获得某些新的优异性 能
金属蒸汽真空弧源注入机
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
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真空系统组成 与设计基础
主讲人：
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东北大学第七期
《真空技术》培训系列之
一. 真空技术概况 （杨乃恒） 二. 真空工程理论基础 （张世伟） 三. 真空系统组成与设计基础 （刘坤） 四. 干式真空泵原理与技术基础 （巴德纯） 五. 真空获得设备原理与技术基础 （张以忱） 六. 真空镀膜技术基础 （张以忱） 七. 真空测量技术基础 （刘玉岱） 八. 质谱原理与真空检漏 （刘玉岱） 九. 真空冶金技术基础 （王晓冬）
真空吹氧脱碳炉
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
非自耗电弧炉
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
磁控溅射与离子 束联合镀膜机
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
什么是真空系统？
用一句话来概括，真空系统就是用来获得有 特定要求的真空度的抽气系统。
例如：镀膜设备真空系统； 真空热处理炉真空系统； 航空模拟器真空系统； 真空冶炼炉真空系统； 真空压力浸漆真空系统等等。
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
1.真空系统的组成
1.1真空系统的概念 1.2真空系统的组成元件 1.3真空系统的分类 1.4真空系统设计的基本内容
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
1.1 真空系统的概念
半导体工业需要清洁的环境
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
真空集便器与真空除污机
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
生；变形小、硬度均匀；脱脂除 气，可获得洁净表面。
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
光学镀膜机
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
空间环境 模拟室
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
真空电炉：真空电炉是在最近几十年发展起来的，在真空条件（稀
薄气体中）工作的。根据加热热源不同，真空电炉可分为：
电阻加热炉
感应加热炉
电弧加热炉 电子束加热炉
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
特点：无公害、不改变尺寸和 表面光洁度、无剥落、不需再 Engineering Research Center of Northeastern University, China
真空热处理： 真空热处理是真空技术与热处理技 术相结合的新型热处理技术，即在 低于一个大气压的气氛环境中进行 热处理，真空热处理实际也属于气 氛控制热处理。 真空热处理可以实现几乎所有的常 规热处理所能涉及的热处理工艺， 但热处理质量大大提高。 无氧化、无脱碳、无毒害物质产
真空硬地垃圾清洁机
“象鼻”真空吸尘 机
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
Want of Manufacturing of semiconductor Industry
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
大规模 集成电 路
液晶显示 器
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
气动真空输运设备
带式真空压榨过滤机
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
差压型真空注型机
真空压力浸渍设备
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
十. 真空设备选型的方法与实践 （徐成海）
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课程内容
1.真空系统的组成 2.真空系统组成元件 3.真空系统的设计计算
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
大型真空热实验设备
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
国内第一台千瓦量级的氦制冷系统
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
X射线光电子能谱仪
近场光学显微镜
扫描电子显微镜
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
扫描近场光学显微镜
多模式扫描探针显微镜
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
扫描电子显微镜： 用细聚焦电子束轰击样品表面，电子 与样品相互作用产生二次电子、背散 射电子等。
用于对样品表面或断口形貌进行观察和分析
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
相 机 镜 头
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 哈勃太空望远镜 幕墙玻璃
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
Vacuum Environment Simulation
模拟舱中的神州飞船
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
真空电子束焊接：定向高速运动的电子束流撞击工
件使动能转化为热能而使工件熔化，形成焊缝
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
多功能离子注入设备
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
真空度的提高（极高真空10-12Pa）和真空容器大
型化（例如宇航的微重力试验的真空系统真空室 1700m3），今后新的尖端科学技术的发展对此要 有所考虑。
马德堡半球实验
Magdeburg-spheres Experiment
用两个直径119厘米的半球合起来，用水银真空泵将球内
空气抽至粗真空，每个半球用8匹马才能向相反方向拉开。
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
离子注入：
真空中一束离子束射向固体材料， 把固体材料原子或分子撞出材料 表面，叫做溅射； 离子束从固体材料表面弹回来， 或穿出固体材料而去，叫做散射； 而当离子束射到固体材料后，受 固体材料抵抗速度慢慢减低，并 最终停留在固体材料中，叫做离 子注入。 离子注入引起材料表面成分、结 构和性能变化，从而优化材料表 面性能，或获得某些新的优异性 能
金属蒸汽真空弧源注入机
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
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