真空技術(shù)基礎(chǔ)

1、第一章第一章真空技術(shù)基礎(chǔ)真空技術(shù)基礎(chǔ)引言：引言：公元前460370年間大哲學(xué)家德莫德莫.克利特克利特認(rèn)為世界的本源應(yīng)是由原子和虛無組成，且原子在虛無中做永恒的運動，但是他這一哲學(xué)觀點卻遭到生活在公元前384322年間的另一位大科學(xué)家亞里士多德的強(qiáng)烈反對和排斥，亞里士多德亞里士多德則認(rèn)為虛無絕不可能存在，因為空間必須有物質(zhì)性才能夠相互作用，所以空間決不會虛無到?jīng)]有任何物質(zhì)存在，另外亞里士多德還認(rèn)為，空間必須是一個有作用存在的、連續(xù)的物質(zhì)實

2、體。這就意味著亞里士多德完全否定了德莫.克利特的世界的本源是由原子和虛無組成且原子在虛無中做永恒的運動這一哲學(xué)觀點。由于亞里士多德和德莫克利特二人的觀點截然相反又都是當(dāng)時的權(quán)威人士，故此二人的觀點在以后的幾千年里逐漸形成了兩個完全不同的派系，這兩個派系之間的爭吵一直延續(xù)到公元十七世紀(jì)。十七世紀(jì)的西方國家由于文藝復(fù)興和工業(yè)革命使得社會發(fā)展迅猛，特別是工業(yè)革命促使西方各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，蒸汽機(jī)的發(fā)明和廣泛應(yīng)用促使煤礦業(yè)也迅猛發(fā)展，社會對煤炭的

3、需求大大增加。由于當(dāng)時生產(chǎn)力的限制，挖煤、采礦主要依靠人力維持，技術(shù)的落后使得礦井中經(jīng)常漏雨滲水，使得礦井內(nèi)積水成災(zāi)事故頻繁發(fā)生，嚴(yán)重阻礙了煤礦業(yè)的正常發(fā)展，于是有人發(fā)明了抽水泵用它來排除礦井中的積水，就在使用過程當(dāng)中工程師們就發(fā)現(xiàn)了一個奇怪的現(xiàn)象，無論如何改進(jìn)抽水機(jī)的設(shè)備和精度都無法將水抽到10米以上的高度，這個奇怪的問題一直困繞著當(dāng)時的工程師們在百思不得其解的前提下便有人帶著這個問題去請教當(dāng)時的著名科學(xué)家伽利略。這個問題也引起了伽利

4、略的高度興趣，伽利略最終認(rèn)為，一、抽水機(jī)之所以能將水抽送到10米高的位置，那是因為抽水機(jī)管內(nèi)氣體被抽出后管內(nèi)部所形成的“真空力”導(dǎo)致的結(jié)果；二、抽水機(jī)之所以不能將水輸送到10米以上更高的位置，那是因為“真空力”的大小是有有限度的緣故。那時的伽利略伽利略已經(jīng)年邁多病沒有精再力去深刻的研究他提出來的其它有關(guān)“真空力”這個問題，在指出這兩點后便把這個問題交給了他的一個學(xué)生拖里拆利，并提示他如果水有這么一個高度限制那么其它液體也一定有一個類似的

5、高度限制，并且其液體密度越大則高度越低，于是拖里拆利按照這個提示思路展開了這方面的研究工作。與此同時，原子論學(xué)說在理論界逐漸壯大起來，因此主觀上承認(rèn)真空客觀存在得人也逐漸多了起來。在公元1640年前后以數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家輩爾梯輩爾梯為代表的且承認(rèn)虛空存在的一組人進(jìn)行了一個通過“制造一個真空”來證明真空的客觀存在性的實驗過程，實驗思路是這樣的：他們給一個大約10米高的鉛管上端帶有塞子的玻璃鐘罩里注滿了水，然后放在墻角并給下端堵上一個塞子后放

6、在一個裝滿水的木桶里，然后再打開了下端的塞子，預(yù)想水在重力作用下會下流到鉛管下的木桶中，而鉛管中的水柱上方就會出現(xiàn)一段真空區(qū)，但這個實驗結(jié)果卻是最終什么也沒有發(fā)生變化，實驗遭到失敗而沒有達(dá)到他們所預(yù)期的目的。后來此事被托里拆利托里拆利得知后并按照伽利略的提示將水改為水銀、將鉛管改為玻璃管在1644年前后成功的進(jìn)行了以他的名字命名的著名實驗即托里拆利實驗（值得一提的是拖里拆利從沒有正式發(fā)表過任何關(guān)于這方面的文章）。實驗的過程是這樣的，他們

7、在一根約一米長的玻璃管里灌滿汞然后把開口的一端塞住后倒過來立在一個一定量的、盛有水銀的玻璃槽中然后拿開塞子（注意：是倒過來后立在一個已經(jīng)盛有一定量的玻璃槽中），這時玻璃管內(nèi)的水銀就開始從管子內(nèi)部流到玻璃槽里同玻璃槽內(nèi)的水銀混合起來，當(dāng)管內(nèi)汞柱從一米處降到比槽內(nèi)汞液面高出760毫米時，汞柱就不再從管里流出而呈現(xiàn)出一個760毫米高的表面吸附的氣體的密度和固體本身的性質(zhì)（如表面光滑度、清潔度等）、以及電吸附、化學(xué)吸附作用的影響。第二節(jié)第二節(jié)真

8、空的獲得真空的獲得表12幾種常用真空泵的工作壓強(qiáng)范圍幾種常用真空泵的工作壓強(qiáng)范圍工作壓強(qiáng)Pa真空泵10410211021041061081010旋片機(jī)械泵復(fù)合分子泵氣體傳輸擴(kuò)散泵鈦升華泵分子篩吸附泵濺射離子泵氣體捕獲（無油泵）低溫泵一、旋片式機(jī)械真空泵一、旋片式機(jī)械真空泵機(jī)械泵是運用機(jī)械方法不斷地改變泵內(nèi)吸氣空腔的體積，使被抽容器內(nèi)氣體的體積不斷膨脹，從而獲得真空的裝置。它可以直接在大氣壓下開始工作，極限真空度一般為1~1102Pa，抽

9、氣速率與轉(zhuǎn)速及空腔體積V的大小有關(guān)，一般在每秒幾升到每秒幾十升之間。圖11旋片式機(jī)械泵圖旋片式機(jī)械泵圖12旋片式機(jī)械泵工作示意圖旋片式機(jī)械泵工作示意圖旋片式機(jī)械泵通常由轉(zhuǎn)子、定子、旋片等結(jié)構(gòu)構(gòu)成。偏心轉(zhuǎn)子置于定子的圓柱形空腔內(nèi)切位置上，空腔上連接進(jìn)氣管和出氣閥門。轉(zhuǎn)子中鑲有兩塊旋片，旋片間用彈簧連接，使旋片緊壓在定子空腔的內(nèi)壁上。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動是由馬達(dá)帶動的，定子置于油箱中，油起到密切、潤滑與冷卻的作用。當(dāng)轉(zhuǎn)子順時針轉(zhuǎn)動時，空氣由被抽容器通