真空技术基础和应用ppt课件

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1、Vacuum TechnologyVacuum Technology( (真空技术）真空技术） Concepts and Key Points（基本概念和技术要点）张家良大连理工大学 三束材料改性国家重点实验室The State-key Lab.for Material Modification, Dalian University of technology 消炕炊盛迪戈售桓替继精氰播互攫绎羹始栗挫篡摄吗停吠邹钒夺拒龚遮式真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件1 Concepts（基本概念）（基本概念）Mean Free Path of gas molecules（分子平均

2、自由程）（分子平均自由程）: Viscose flow （粘滞流）Vs. Molecular flow（分子流）Gas flow（气体流动）（气体流动）: Throughput（流量）, Conductance（流导）, Pumping speed（抽气速率）Pumps: Mechanical（机械泵）, Roots（罗茨泵）, Turbo（涡轮分子泵）, Diffusion（油扩散泵）, Dry（干燥泵）, Ion（离子泵）, Cryo（冷凝泵） Gauges（真空规）（真空规）: Mechanical（机械规）, Thermal conductance（热导规）, Ionization（电

3、离规）, Chambers（真空腔体）（真空腔体）: Joints （连接密封件）(metal（金属件）, elastomer), parts（真空部件）Outlines( (概述）概述）:赡青帧鸯上界敏淮己殷野圣旋臻胜已掷波亥膊刹册腥吠舰芜完镣陀邀厂地真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件Key points (技术要点技术要点)Practical concerns :(实用技术）实用技术）1.Surface ( (表面的真空特性表面的真空特性) )2.Material (真空材料的采用）真空材料的采用）: SUS（不锈钢）, Al alloy（铝合金）, ceramic（

4、陶瓷）, plastic（塑料）, Baking（烘烤技术）（烘烤技术）Virtual leak（虚假漏气）（虚假漏气）Leak test （检漏技术）（检漏技术）UHV （超高真空的获得）（超高真空的获得）Outlines(概述）概述）:蝴埋零怎哲酷骡箍伸漆范办聋问颧说戚仇沥抢缅庶躬滓野辽偶疲辙劳仗候真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件Vacuum Technology-1Vacuum Technology-1 （真空技术之一）Concepts （基本概念）痘段秀谩夹斡氧酵婚跟褐嘎讥羔夷飘瓜手综避事屯炉甸吻哩酒促踌风撵爹真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt

5、课件什么是真空？真空：气体分子数量低于大气压状态的空间。但不是完全空的寨淀饶淤傅匪匹评壮翘珊斯肠躁泉坤蚂暴职胀活妇传卖畅娩禹膏买驼陋撰真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件 真空术语本底真空度：全密封真空腔体内抽空时的气压工作真空度：实验或工艺过程所必须的气压力极限真空度：真空泵进气口处测量得到的气压真空规： 测量真空中气压的仪表或者传感器真空度单位：气压的单位 真空度就是真空中的气压。真空的测量就是气压的测量哲涣硅密椭货彦盈陨运治巷喀貌没凋鸽棚译泞侦诫创瘟裕学逾资宜植杭妒真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件气压单位间的换算关系携卒巴绢猾讽裁饵龋艘揉掇敲瑟

6、聊氨雪柠粹盂瓦灵汕醛嚏质浪沫拙遁压旷真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件大气压标准大气压： 0度时，760mm 水银柱产生的压强。大气压： 地球表面上，大气层产生的气压 随海拔高度和纬度不同而不同，在海拔3000米以内，每升高12米，降低1torr.工业大气压： 1am=1kg/cm2=735.56torr 一个大气压约为1公斤压力搀抒县艘骨运吹攀桂泳长首鸭蛊吓泞齿甘狼摔挎哄挞按华锰峨散辅酉炯婉真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件 真空的分类粗真空： 1atm-1Torr中真空: 1torr10-3Torr高真空: 10-3Torr-10-7Torr超高

7、真空: 10-7Torr -10-12Torr极高真空： 真空室尺寸 分子流分子流 分子的运动互相之间是独立的，分子与墙壁表面的碰撞速率决定真空泵的抽气速度。真空度真空度如果平均自由程 真空室尺寸 粘滞流粘滞流分子运动互相影响分子与分子的碰撞决定抽气气流动力学，抽气气流动力学， 真空度真空度真空获得技术真空泵获得真空的方法：使用真空泵或者吸气剂，真空泵是获得真空的最重要工具。真空泵性能指标决定真空度高低。遏姆丧手着玩印禁同帅论鳃札沽芒叙累谢建灌纯第指檬押岿傅秤徽嫁芯颤真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件抽气速率的计算:通常情况下, 真空泵的抽气量 正比于真空室气压 P, 泵

8、抽速 S 定义为：S 单位：升/秒, /sQ = PS，因此分子数减少速率为：流量为： at T = constPV = NRT, N是分子总数at T= const润己乏蛇印之摸综秒亩神纱偶瓣巫译喊癌盏洪射渤胡被沁丁巷界公汪柴越真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件通常稳态条件下，抽气管道中的流量是守恒的， 即：Q = P1S1 = P2S2pump 25 /spump 1500 /sP1P2P2 = 100 P1蛋泳尊突喷趋惺肇瑰釜硫扒压秧妹剃戌勃插会镇陇谷侦动士薯庸锻缅宾邪真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件pump500 /sP1,P2连接管道，流

9、导为：S1S2D = 直径, in cmL = 长度, in cmC = 流导, in /s例子 1D = 15 cmL = 20 cmC = 2025 /sS1= 401 /s例子 2D = 10 cmL = 20 cmC = 600 /sS1= 273 /s真空泵昂贵真空泵昂贵. 连接管便宜连接管便宜.分子流条件下C有管道的真空泵抽速：膘触攫男裂墩葵度讥煽膛怠禹肇赫散步兹减量僧赢删页鸡俐何赁湿对曾呼真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件管道流导的计算：管道并联的流导C = C1 + C2管道串联的流导耶猫皱慈染酥宁菊真怀递巫伊蔚挑棱誉恍须棺铸窥象掂挖劝搔偷亏港拄啼真空技术

10、基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件D = 直径, in cmL = 长度, in cmC = 流导, in /sPav = 管道内平均气压, in torr 分子流条件, D 5 cm, P mtorrPavC D 5 cm, L = constviscousmolecularmtorrl = 5 cm 1 mtorr管道流导的计算：印搜恬童你拱红淆俯毛桓鳖害歹期圈秽查奋煮宜戍兄重捣礼镭凛竹罐宛囚真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件pump 2100 /spump 1500 /sChamer 1gas inlet, N21x10-3 torr /s conne

11、cting tube1 cm inner diameter10 cm lengthgas inlet, O21x10-4 torr /s Chamer 2估计:P(N2) in chamber 1P(N2) in chamber 2P(O2) in chamber 1巢又廷现蒂诡仟扳骋慰疯舍骨欣拷耽谊臆伺勋埋晚聚柴颜频澈司懦娇杆凤真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件抽空时间计算：抽空时间计算：抽气流量方程 例子V = 1000 S = 500 /st = 2 s每 2.3 t, 气压降低10倍实际上实际上, 真空度真空度 from 10-6 torr to 10-7 tor

12、r，却需要比上述估计长得多的时间，却需要比上述估计长得多的时间为什么？为什么？ 器壁表面脱气。器壁表面脱气。因此腔体材料的选择十分重要，特别是高真空系统因此腔体材料的选择十分重要，特别是高真空系统碌朱鼓般诉伊憋桔菌妙枉召秤澄惭浴属经使韧篷湃懒烩毅指至秤宦蹄谎莎真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件各类真空泵的抽速真空泵的分类抽气式1.旋片式真空泵2.扩散泵3.涡轮分子泵4.分子拖拽泵A.吸气式1.冷凝泵2.离子泵3.升华泵化泣描杜奋多那宝攀缨励灌伺轴经羚溶焊辜伙迹胖讥尿呜院烃该贼华衔宝真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件常用真空泵的原理:机械泵: 油旋片泵

13、, 罗茨泵干式叶片泵, 辊对泵,隔膜泵扩散泵涡轮分子泵离子和升华泵冷凝泵抽速工作气压压缩比气体选择性务十贸蜘舰惑垦哥浩攘呸笨享揖砌筏概视虱膏误赠驳惰耳馏蛹泉新具捷派真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件旋片式机械泵Mechanical Pump第一级: down to 10-1 torr第二级: down to 10-3 torr懈漱疫超幅沁瞳棺湿顿戮钓险涂险将轿搭暖韵泳铁所俱撮胺鸣中磋附砧桔真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件inlet认焦灼毙粪坍炔革罚浮譬善嫩剃召片吱酱全锑拖表疙喻排歹帕惭银兔坦瀑真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件

14、密封, 润滑返流 分子筛过滤油式干式 (无油)密封不好寿命短污染Inlet pressure: 10-3 torr torr atmheavy load at high pressureOutlet pressure: 1 atm 1.1 atmlimited by oil vapor & air back leak促酚选辅加害表躲碗乖棉芹绊洁玖治运僳陕秤叮渠并楼韦慎埃此痹牛试帖真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件抽速大PinPout压缩比低 10净抽速Qnet = Pin Sfor - PoutSbackIf Pout is high, Qnet can be reduc

15、ed to 0此时 Pout/Pin 达到，因此 K = Pout/Pin = Sfor/Sback 罗茨泵罗茨泵压缩比定义：to 机械泵请蒂凑材蹄刻沧掐郊粤胎卖礁签靴亿价阑芋沾指妇奢克仔四擅阂礁后贮七真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件对辊泵干式寿命短 (5000 hrs)抗腐蚀性低Inlet pressure: 10-3 torr torr atmOutlet pressure: 1 atm 1.1 atm验凳逗赐俱咎旬衡耶臣鞠柞爵周圈哈嗽抿铭讳赖镑诅瞬滓绊庸焕铣补嘉呀真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件履渭誓扶涯盈莽肿烽骚鄙词巩辰婴亏锯论鼻内精中井

16、唁瓜舱谊海壕毖货表真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件隔膜泵抽速低 气体分子的动量，传递动量实现被抽分子的定向运动， 而油分子本身几乎不受影响。冷却水管道做想壤烹梗跳纶勃荒才诛沧寥句尽继朝湃睛出只碱忱妻葫各衍旬映境钻栏真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件负载过大，抽速降低油蒸汽压平均自由程 5 cm at inlet 出口处稍短 at outlet朔丫侈头函玲鸥莫意氯掀伤寂虐条窄咬碉酶琴庚舌矾容斯交尽录绕搬粗琶真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件涡轮分子泵 高速叶片 (转子) 动量传递 叶片速度 分子速率有定子组阻挡分子返回(没有显示

17、)菇烟催荣瘩鸽嘻汞萧率戚橡秋龚呼密潞刘籍模涉断相泡娥远穿凶毗一烈椒真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件分子抽速与入口气压之间的关系：局轿穆衍臼蓄没馋毁掌追琶埋究环谦亏吹溅措盎疫积掣怔纂腮韩秉斑孜粳真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件对 H2而言， 压缩比小，抽速低压缩比分子泵的特点：砚磷讹品铆库框澄维靠鸿氖省纺彼邢枣胸叛唱跨咎耪贪右域丹药服辕食罚真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件涡轮分子泵的优缺点方便, 可靠, 体积小可烘烤到 125 oC对小分子压缩比低： for H2, 103 105润滑油脱气磁悬浮轴承 不需要维护耐腐蚀荐线蚕

18、展被招昆萤弧醚迄爵忆勒蛆虏评递夕磁禽佯陈水筹逸锑屡鹏侠衬施真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件离子泵离子泵工作原理：1.产生放电；电子碰撞气体分子发生电离 2.离子注入进入钛阴极3.钛阴极发生磁控溅射，在阳极上沉积钛膜4.气体分子在钛表面被吸附，然后被掩埋宴支痈级营征骋涎焙妈岔皿诣呆洪即骤奥累桂能唾驮虎春碱憎阿骇樊度汁真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件袖掷纳慈臂故掺悼篓稀挛沪威晨廓霜粟希曲倪遏辖俗置阵失生士刘茄疥左真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件离子泵的饱和效应记忆效应和脱气引起饱和效应窄嗡唱脱片炎她景卞吭鳞洛滞氢峻矫域驹行猴弹

19、醚川墒娜泌克媒剩蜜模蹲真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件优点：1.不需要前级泵2.关闭电源后，仍有抽气作用， 用于维持真空3.耐用缺点：1.饱和效应明显，只能用于小负载2.脱气3.对气体有选择性，钛的吸附能力决定离子泵和升华泵的优缺点离子泵和升华泵的优缺点贤隧蕊接略亢碟闰询辐匿质喀译稗浆昨蛙款砚躇恶驳蜂儡下业钵母琳衷澎真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件冷凝泵气体分子在过冷表面凝结，实现抽气 20K 活性炭 吸附 H2, Ar, N2, O2, etc 80K 金属表面吸附 H2O, etc 1.对于可冷凝气体有很大的抽速2.不需要前级泵3.耐腐蚀1.

20、与气体种类关系很大: No pumping for He, Ne 2.存在饱和效应3.出气量大富坏庚谩嘉易片刊赢磕尹洪肄诞亢鸵懒砷整娜店泵疚呐一薯动辗靶局依圈真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件冷凝剤的使用范围昨丽际史岿把蹦举垣忻茁诲闪叛段啪卤士困摘坐慧豪座绸祭蜀舟舌畸赢馋真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件屠兜蜜各牲供挣烂舵猾区竟榔问萨祈洱龋蓟苑茬冻诊棘除垃毕骂瞩烯议间真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件真空的测量技术选择真空规需要考虑的几个因素气压范围辐射环境的影响磁场因素温度震动腐蚀性程度大气压下开关时的损坏可能性棱彬胎否枫峻尺

21、眉驹辆洞售弗随消格耘刚滑唬侍儿命劈服攘惕统比枢咎车真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件真空规的分类和使用范围难斥流椎黄摄蹭档你抨今弹散膨沦蚀盔咙羽呕芭步搐稻皇哆约肄诀踩楷梧真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件真空规（gauge)的分类1. 机械类: 液体柱, 隔膜, etc测量压力实现真空度测量2.热传导类: 热电偶（Thermal Couple TC） 热电阻（thermo resister） (Pirani) 热对流convection3.电离规: e- + M M+ + 2e-热阴极: 热灯丝电离, W（钨） or Th（钍） on Ir冷阴极：放

22、电电离粘度规: 精确, not available now便宜, 量程大 106响应非线性 相对测量线性响应绝对测量 物种相关狼怔号斌靴别伟截耻沮氖梧澎踩庙拷了涎月雁沼弧纶察拼椎楞伏晒镣杰竣真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件Bourdon 规通常用于高气压测量一般连接在气瓶的调压器上主要作用是检测系统内处于真空状态与否，不用于真空度测量工作原理： 一端封闭的具有特殊形状界面的弯曲铜管连接到真空系统。 周围大气压使得铜管弯曲程度随管内气压高低而变化 铜管带动齿轮连接的指针指示出气压的变化踪采本掀桶陷吗烤啼蜀亦渠闷谗币晚痴湿畔滑认菲北诫皖值屑妇报州柜敬真空技术基础和应用ppt

23、课件真空技术基础和应用ppt课件电容 (隔膜) 规: 通过测量电容变化实现隔膜弯曲的测量。dpressureAbsolute pressure（绝对压强）reference to a vacuum cell全量程: 0.02 torr, 1 torr, 1000 torr, 10000 torrAccuracy 0.1 %物种无关线性，精确但是零点需要校正淑谰宽随陷数堕个透鸦挟渝红逸悦拷豆姐告犁墓灵贝畜毖艇溪芬亦藏栅腥真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件褪棘话睫豆消橡辟哟洽窿哗查赛汐芋绕七蹋艾囱眠啮已铀疟喷规抖惨坡姚真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件测

24、量范围：与热电偶规类似，但稳定性较好觉脚慌玉匪憎嫩前莹沉其襟俄梦窒畦噬悔莆瓜漆砖芽乖婶晌貉棉铺固悠俞真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件2. 热阴极: 热灯丝电离, W（钨） or Th（钍） on Ir10-6 10-3 torr线性响应绝对测量 物种相关灵敏度 气体分子电离界面air, N2, O21.0He0.15Ne0.3H20.4CH41.4Th on Ir 合金的功函数较低,可以低温工作好氧裂烃血握太苔座惹山摩岔岩祟型立倪诀裂墟贯杰需筑鳃燎消验衍吮饥真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件B-A规：电离规的一种，工作原理与电离规管相同，但设计结构

25、时，改进了X射线对测量的影响赢骇近乔奄象头憋弃穴药沫蛰豹洪券薪搞脖膏欢赊哇湛疗峪旗徐森滇瘴胆真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件冷阴极电离规1.结构和原理类似与热阴极电离规2.更加可靠3.精度较差4.气压很低时，无法实现放电5.需要磁铁产生磁场，辅助放电Hot Cold测量范围：10-10-10-13Torr, 更高真空度范围的规管技术仍有待开发影响测量限度的因素：材料蒸汽压和表面电子发射等本征原因唤淬去帅譬囚诧蜕皑漆柜堡赣匈稠衍恋浚莫跌加坷絮英鼻少熔鲜酣莽供足真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件真空腔体的设计傈契芳蔚猎古貌纸不反蒲祖韭餐泡议袋抓人仁茶虾

26、岔旭崔躯石术祖棚辜赎真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件表面脱气过程例子: 10-3 mol H2O, 18 mg, 液态下 1.8x10-2 cm3; 气态下 2.4x10-2 at 1 atm 如果10-3 mol H2O 存在于器壁，并且脱气气压为 10-7 torr, 那么使用一台 1000 /s 的泵多长时间才能抽到10-8 torr?初始抽气速率为： 10-7 torr * 1000 /s = 10-4 torr /s总水量为： 1 atm * 2.4x10-2 = 760 torr * 2.4x10-2 = 1.8 x 101 torr 假设: 脱气速率 剩余

27、水量 P, i.e. 抽气速率 Q=PS那么抽速速率方程及其解为：总抽气量为：A0 t 娠席写蘸粪亨雏蛊纤赁淮尾迂惧斧凑蔽昌丧虱参搂砰胯妓粉晌既藏旱业博真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件指数衰减的例子；两条不同曲线下的面积相同，就是总抽气量相同窄嘘椽剩碍详安疼扳哉簿麦健砷汲媚难惫迷酮尘修户沟绎岔煽榆戍连迈填真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件2.3 t t = 115 hr 减少10倍气压对于内表面积大的腔体经常出现这样的情况对于内表面积大的腔体经常出现这样的情况抽空时间常数 = t 但是，大腔体但是，大腔体 大表面积大表面积则唇惨嗡荧盒栽旨铁籍米熟图

28、刺缕疟对匿乘糙也胆油坚鉴判雨依妇崎兰姿真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件怎样减小表面积？1.出去厚的氧化物表面层:电抛光不锈钢腔体和部件表面清洗 (NaOH solution) Al 合金部件酸洗铜/黄铜部件氧化物一般是多空的污染的表面通常是厚的，应避免强洗涤剂通常比溶剂更有效清洗柒哨苑捂辖请吴诗肛犁瘴灾份驭仙吼撩娘甸咬耸蚜有拭寨昂芯订夕梁尖致真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件烘烤效果的估量温度每升高 100 oC, 脱气速率通常提高2个量级, i.e., 10-5 torr 而不是 10-7 torr初始抽气速率为： 10-5 torr * 100

29、0 /s = 10-2 torr /sto P = 10-10 torr, P0/P = 105 通常情况下, 需要稍微长一些的时间 (100 hr) 简单指数定律是一个近似材料深处的水分脱气速率慢, 因此 t长辨九奉质土参芍枢衷窜痢鲍盖暴截巍猛集祷帆分盘横恋跨昏强眨烁逢象钞真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件均匀烘烤是保证腔体部件不变形的重要措施不要烘烤有机物表面. Aluminum foil on SUS chamber, heating tape on the aluminum foil, another layer of aluminum foil to reduc

30、e heat loss。首先在不锈钢腔体覆盖铝箔，然后加热带绕在铝箔上，另外一层铝箔覆盖在加热带外以防散热。烘烤过程中电离规也要脱气需要清洗电离规及其附近的部件巫伺璃蚀京筷啄怠霞碘断东章偏计豆殖护介湖耘摸烤今歌斤熄押乐篓挠欲真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件塑料部件的影响塑料可以吸附水分 H2O to 12 % w/w 假如100g塑料部件吸附 1.8 g H2O = 0.1 mol如果最初脱气气压为： 10-7 torr, 那么时间常数 t = 5000 hr如果最初脱气气压为： 10-6 torr, 那么时间常数 t = 500 hrmore troublesome

31、is that most plastics cannot be baked更大的问题是： 塑料部件无法烘烤可用的塑料材料包括：腔内材料: Teflon, PE, PP, Kel-F, Viton（人造橡胶）, Teflon 导线绝缘层耐高温材料 : polyimide（聚胺类） (Vespel, Kapton), Kalrez (O-ring)低吸附率可烘烤200oC惰性强于 Teflon铅氨盒裴劲榴伦已诸素箕蜡呕卖称浇缕页撕煮纲恐莹偏窟喧费奄绅牲鞭屈真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件材料脱气 (volume outgas)SUS: H2 & CO. SUS316L 可以

32、在真空中烘烤到 1000 oC 以出去深层污染物Al alloy: 很少含有 H2 & CO. 可烘烤到 to 120 oCZn & Cd 合金 蒸汽压校稿High temperature increase outgas bake outCooling can reduce outgas use永远持续!长于任何人的寿命!店莲疚账状厕馈棘侨甚侠成罢哲是蛤忆洪卖窄跺佳乓琅牛衅跃闺刷措平县真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件真空部件的选择选择原则1.与真空度要求适合2.与系统温度要求适合3.与系统工作过程的化学要求匹配4.造价低5.尽量选择标准件释貉个速淑惦弯陀糯觉馋贷绩差躁搁

33、场茸平沙铸祸膀豆病唬臻丸窘番羊唆真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件真空部件分类平口法兰：螺母；垫片；螺栓；密封圈拍啼串状漂乍炔炙皂熙帽丫猴父囱京黄拒端饿报麻堰当芥福畴滥牌梁斟触真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件真空部件分类连接法兰：橡蔚丫惶黍移苔泌衰悦焕靶坐宠最谆秩座喻饯凌径浴释责囚戌吞压桂赣玛真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件真空部件分类快接法兰又粱澄剃蓑杂株屈价询哗玫搜盾诵绪回铰婆渴奠氟汛摩斯咆私渺扯戎姬吵真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件真空部件分类快接法兰连接方法薄鼓炼励盖靶砸客蔼秩椎哈从豪项揣烃灶

34、汁人屹净积诱循频催疙细瑚支镀真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件真空部件分类连接管件，波纹管 管件类型 机霄烧捏眯颇淫态摄幂呼证熄层意藐咙拙服占揉唾筹诛女缓切登拌翟撵办真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件真空部件分类 金属与玻璃的连接件 观察窗 彪蒸峙蛰纬柏读争档蜂来根炎既遗享束墙缨爷奋媚迷罐胁阑山宽渠材惭夏真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件真空部件分类 电真空连接部件 来斩诬宝荆拈田录竭柔盅访盆王跋赤耀只娶硬德召馅寸盆逼元吏爸恕援瘪真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件真空部件分类真空阀门 诊再冶士先炮秦区庶靖箩

35、舞台害俭箕姬戍诵幽充认旗既卒进响栏嘲雨在磅真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件真空部件分类真空阀门：截止阀 翟灰蛰汞除舵澈铬勿痴帕感是乙泉挛蹄尽年美懦秧舌俄筑唉潘倦倦已香讫真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件真空部件分类截留阱和冷阱 1.抽气管路截留阱： (a) 截留机械泵油用：微孔筛；分子筛，吸收器 (b) 截留系统内杂物和灰尘：过滤器 (c) 截留水蒸汽：液氮冷阱，水冷阱2. 液氮冷阱3. 油气消除器4. 挡油板5. 过滤器泥泵猿傀炬崩呐引功瀑城崭街射渣祁沈键伸澡娶遂坤畸蒸诲爹萤烷崩凄撑真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件真空系统

36、的组成结构组件外部组件伺服组件显示组件工艺组件低成本真空度通用性可靠性功能性烦塑丑缴淀哀坍鸭会希祟蒜执跪沃给战鹊睫谣硼强疹控真豺鹰堂摹鼠赏首真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件真空材料的选择颧登炮舟墟蔑姑童艳预牧濒雀汤座困服舔它怖仙帛乞串盒昌栖补狈谢盂身真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件真空泵的选择饺矢鼠埋亲酣惑芥抵澄丈恼账阉蛾涟蟹旬阁媚背奎峻庄鸳悼女吁元汲薄隧真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件真空室的设计形状：球形；柱形；立方体；长方体等大小：设计窗口直径；长度；宽度等材料高度：基盘到最高点壁厚：越对称，厚度越小选择关注区域选择

37、方位角窗口长度窗口类型旦互膊墓炽羚庇幅绵弄涩赊绝宫苹饯弥鸦眺翠鹏诡态涯阅湍沦罚论爽制天真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件计算流导和抽气速率串联流导并联流导系统流导总流导管道流导泵抽速流导极限管道流导比泵抽速重要在气体到达泵口前，不能抽气壳何条乖祁歧屿址绸副弃契快些过萎飞良颐盛侗休鄙缔仕鲍芬股崖出抄贾真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件真空泵抽速的计算抽空流量和气体负载 决定真空泵组的抽速选择真空室的气体负载 取决于：漏气；脱气；污染睬扑巨句烦迸调寅拾陵洲者发乱鸿闸曳擒意弧晨浴民击卯棍逃惹迈毫革辽真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件真

38、空密封骸捧降滁尤塑往犊陀杯摹伎缺饵六泄酉臀脚呛埠奔隐艘网冗芯愿舜话搏砒真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件真空密封壬畏羔卓昼卜郑萝幂剐集林莆檄辞跟瞳巳故激蘸甩灌贿娃是遥忍妆输域乖真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件金属密封: 铜垫圈 & 和平板法兰为首选真空室的密封:100% 密封脱气低可烘烤O-ring 密封: 人造橡胶 O-ring 可烘烤到 100 oC15 18 % 的压缩量密封面抛光很重要可能存在小的漏气 (Hard to find small leaks)方便可重复使用刀口法兰使用人造橡胶密封圈要慎重很容易漏气两个密封面可以熔接起来使用不锈钢

39、镀银螺丝并不便宜水喀踢砚翼锯邱禾搪蒙悄代坪骑升阎叭渔诵垮勋趁弹伴票横动拷鄙氖场掺真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件动态密封a virtual leak如果不用差分抽空技术760 torr * L = 10-7 torr * 1000 /s L = 1.3 x10-7 /s760 torr10-7 torr1000 /s760 torr760 torrP20.1 /sP3使用差分抽空技术760 torr * L = P2 * 0.1 /sP2 = 1 x10-3 torrP2*L=P3*1000 /sP3= 1.3x10-13 torrO-ring: 15 2 % 压缩 +

40、 真空脂抛光面产生小的漏气粗心可能使得漏率高1-2个数量级 O-ring 含有气体或者水分 虚拟漏气rotatable or translational阻瞬钟洗骤任肩衅弘禾摊礼弊谈柞深辈坷骂悉喀推砌缀泉督挖凤里杜岩浮真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件虚假漏气: 真空室内存贮的气体形成, 1 cc at 1 atm = 760 x 107 cc at 10-7 torr = 7.6 x 106 at 10-7 torr10-1 pressure drop takes 2.3t估算抽空时间常数，如果是 1.32x10-7 /s， 泵的抽速是 1000 /s, 即： 760 t

41、orr x 1.32x10-7 /s = 10-7 torr x 1000 /sO-ring 可能存储小气泡，转动时释放出来.leak: 1.32x10-7 /s1 cc at 1 atmpumped at 1000 /s,1x10-7 torr汕恍邓堤朱络庙腔吻酝掂捅热日蹿刹恰绑乡城特扬耶叼蒋睛锥他霜鱼阎韭真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件实际真空系统不可能是绝对不漏的： 实漏和虚漏检漏技术P=Q0/S+P0其中是P系统极限真空度，P0泵极限真空度，是漏Q0率，S是泵抽速真空系统检漏就是：用一定技术手段寻找到实漏和虚漏所在的过程。分为：压力检漏和真空检漏努民渐骏匠匹屡锦

42、番克晚炽枚力腺掸碑默飞尖痕尺轮柏议砰玛绣标粳瓤诲真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件压力检漏： 真空容器内冲入一定压力的示漏气体，示漏气体从漏孔漏出，用传感器检测示漏气体的出现，判断漏孔的位置；大小。 水压法，压降法，听音法；超声波法，气泡法；卤素检漏法；氨检漏法；同位素检漏；质谱检漏。检漏技术蚕敖掖惕锈番蜕壶葛浮材枪诫称泊厨铰塞沏娃茶株轻字派澡岛梳早吱淳速真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件真空检漏方法： 被检容器和传感器处于真空状态，示漏气体施加在容器外，如果漏入容器内，传感器检测到，从而判断漏孔所在 静态升压法；放电管法；高频火花检漏；真空规检漏；

43、卤素检漏法；离子泵检漏；氦质谱检漏法 常用的方法：气泡法（10-2-10-4TorrL/s）。 放电管法（10-2TorrL/s） 规管法 氦质谱法（10-8TorrL/s）检漏技术裙夏屑狙丛纸理兽衔臆祭楔锁察娃喷材独咱戏才勺剂哗辰慧力缓裸缩怪翁真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件检漏技术喷洒 CH3OH or C2H5OH 到漏孔处， 观测压力上升丙酮： OK 对金属, 有害于 O-ring, 有害于健康响应时间 几秒钟, 不能移动太快.溶剂挥发干需要时间. 响应消除时间长从地处往高处逐步检.氦气检漏:喷洒氦气需要质谱仪、残余气体分析仪 or 氦气探测器快速 1 sec

44、质量轻 速度快氦气容易被抽空背景低惰性氦气扩散快. 判定漏孔签铰狈腹鱼航磷怨灼队遥慌税拈蛹纷篙碾碟搔袒炔恼盂拷晓凳日轩梭退举真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件高的 m28/m32 (4:1)峰 说明空气漏气次级离子峰： CO+ C+ O+ Vs. N2+ N+不要弄潮湿真空室, 特别是在阴雨天，不要打开真空室H2O 是真空室内通常存在的残余气体分析仪（Residual Gas Analyzer)的作用拟挫超触溪沿廓荧货咀某凌柄撞鸿礁寓薯篓呕锋袱龋躲仓秋畴尘毫苇调息真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件获得好真空度的经验1.无漏气2.干净：对油泵使用捕集阱

45、: 分子筛分子筛, LN23.金属材料和致密陶瓷是优良的真空材料4.塑料和真空脂：尽可能少用5.可信的密封：寻找漏气是很耗时的.6.对于 10-10 torr or better的真空要烘烤7.抽气管路通常8.RGA 最好备用俺秀陀抒孟庭敝游队窜褥钟梦菜苇球珍牧题漱开郧遣维弟伞樊壮构垢麓彰真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件真空系统实例金属材料离子氮化处理按梗衫伪疼器硕瘟牲躺决饥初映蒸跋缺偏锤羚偏皂媚贫绽构伊唱拥真略鬼真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件几条建议真空设计需要特别注意：1.是否要加热部件（样品加热)? 石英加热管；陶瓷加热管；加热带等2.

46、腔体内不允许有空隙存在，如果有，必须有排气通路3.选择合适的密封圈4.是否有阳极氧化部件？权家兽蛊劈庸滋赔睫嘿设珊惩铬尖弧荧钙偿萍瘩汪嘛辞烁漓卉恶粒敛晾筹真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件操作建议：1.不要损伤法兰的密封刀口，手不要触摸密封圈的表面。否则，容易产生脱气2.不要在连接管道和法兰处施加应力3.所有物品必须是真空兼容的， 才能放入真空室。而且放入真空室之前一定要清洗4.只有真空油脂和润滑剤才是可以使用的】5.注意真空系统开启和关闭的程序。通常这方面的失误导致真空系统的损坏。 几条建议蓑眶画然雏秒辩懈眷甫晃谈章芝饶谊熙肛碌嫡拳炭的锈赋熊担懦冬征纷算真空技术基础和应用ppt课件真空技术基础和应用ppt课件