真空度.docx.pdf

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1、真空度概念绝对压力和真空度的概念及解释绝对压力包围在地球表面一层很厚的大气层对地球表面或表面物体所造成的压力称 为“大气压”，符号为 B;直接作用于容器或物体表面的压力，称为“绝对压力”，绝对压力值以绝对真空作为起点，符号为PABSO用压力表、真空表、U 形管等仪器测出来的压力叫“表压力”（又叫相对压力），“表压力”以大气压力为起点，符号为 pO三者之间的关系是：PABS=B+p压力的法定单位是帕（Pa）,另外还有单位兆帕（MPa）=106Pa1 标准大气压=0.1013MPa在旧的单位制中，压力用 kgf/cm2（公斤/平方厘米）作单位1kg/cm2=0.098MPa表压（相对压力）单位：M

2、Pa（G）绝对压力单位：MPa（A）绝对压力量测使用的压力仪表叫做绝压表，在大气中，不加任何压力时，仪表指示仪表所在地的大气压（此为变量,根据仪表所在地的海拔决定指示的数值，当 压力值为绝对真空时仪表的读数为零.绝对压力不存在负值.真空度处于真空状态下的气体稀簿程度，通常用“真空度高”和“真空度低”来表示。真空度高表示真空度“好”的意思，真空度低表示真空度“差”的意思。若所测设备内的压强低于大气压强，其压力测量需要真空表。从真空表所读得的 数值称真空度。真空度数值是表示出系统压强实际数值低于大气压强的数值，真空度=大气压强-绝对压强补充的全面解释：“真空度”顾名思义就是真空的程度。是真空泵、微

3、型真空泵、微型气泵、即:1真空度概念微型抽气泵、微型抽气打气泵等抽真空设备的一个主要参数。所谓“真空“，是指在给定的空间内，压强低于标准大气压强约 101KPa）的气体状态。在真空状态下，气体的稀薄程度通常用气体的压力值来表示，显然，该压 力值越小则表示气体越稀薄。对于真空度的标识通常有两种方法：一、是用“绝对压力”、“绝对真空度”（即比“理论真空”高多少压力）标识；在实际情况中，真空泵的绝对压力值介于 0101.325KPa 之间。绝对压力值 需要用绝对压力仪表测量，在 20C、海拔高度二 0 的地方，用于测量真空度的仪 表（绝对真空表）的初始值为 101.325KPa（即一个标准大气压）。

4、二、是用“相对压力”、“相对真空度”（即比“大气压”低多少压力）来标识。相对真空度是指被测对象的压力与测量地点大气压的差值。此类真空也称 粗真空，可以用普通真空压力表测量。在没有真空的状态下101325 帕斯卡（也即一个（即常压时，仪表处于大气压下），真空压力表的初始值为 0,当测量真空时，它的值介于 0 到-760mmHg之间，由于仪表的机械误差和弹性元件的线性误差的存在，以及读数的视觉误差，表盘有限空间的刻度分布限制，使机械式真空压力表的量测误差较大，式的真空压力表仅用于粗真空的量测。比如，有一款微型真空泵测量值为75KPa 则表示泵可以抽到比测量地点 的大气压低 75KPa 的真空状态。

5、国际真空行业通用的“真空度”，也是最科学的是用绝对压力标识；指得是“极限真空、绝对真空度、绝对压力”，但“相对真空度”所以机械（相对压力、真空表表压、负压）由于测量的方法简便、测量仪器非常普遍、容易买到且价格便宜，因此也有广泛应用。理论上二者是可以相互换算的，两者换算方法如下：相对真空度=绝对真空度（绝对压力）-测量地点的气压例如：有一款微型真空泵的绝对压力为 80KPa 则它的相对真空度约为 80-100=-20Kpa，（测量地点的气压假设为 100KPa）在普通真空表上就该显示为-0.02MPa。常用的真空度单位有 Pa Kpa Mpa 大气压、公斤（Kgf/cm）、mmHgmbar、ba

6、r、PSI 等。近似换算关系如下：1MPa=1000KPa2真空度概念1KPa=1000Pa1 大气压=100KPa=0.1MPa1 大气压=1 公斤(Kgf/cm)=760mmHg1 大气压=14.5PSI1KPa=10mbar1bar=1000mbar真空技术常识Q:真空？A：在给定的空间内低于一个大气压的情况。Q:标准环境条件？A:温度为 20C,相对湿度为 65%，大气压力为 101325Pa。Q：压力(压强)？A:气体分子从某一假想平面通过时，沿该平面的正法线方向的动量改变率，除以该平面面积,用于其容器壁表面上的力的法向分量，除以该表面面积。Q:真空度？A:真空状态下气体的稀薄程度，

7、通常用压力值来表示。Q:真空区域划分？A:低真空 105102Pa中真空 10210-1Pa高真空 10-110-5Pa超高真空 10-5PaQ:真空泵？A:用以产生、改善和维持真空的装置。基本包括气体传输泵与气体捕集泵二种。Q:气体或者气体分子作3真空度概念A:不受分子间相互作用力的约束且能自由地占据任意空间的物质。Q：平均自由程？A:个分子与其他气体分子每连续两次碰撞走过的路程，叫自由程。相当多的不同自由程的平 均值，叫平均自由程。Q:克努曾数？A:气体分子的平均自由程与导管直径之比。Q：粘滞流？A:气体分子的平均自由程远小于导管最小界面尺寸的流态。此时流动取决于气体的粘滞性，粘 滞流可以

8、是层流或滞流。Q:中间流？A:在层流与分子流之间状态下气体通过导管的流动。Q:分子流？A:气体分子的平均自由程远大于导管截面最大尺寸的流态。Q:流量？A:在给定时间间隔内通过某一截面的气体体积，除以该时间。Q:流导？A:在等温，条件下气体通过导管或孔流动时，其流量与导管的两规定截面或孔的两侧的平均压 力差之比。在真空科学中，真空的含义是指在给定的空间内低于一个大气压力的气体状态。人们 通常把这种稀薄的气体状态称为真空状况。在状态相比较，主要有如下几个基本特点：（1）真空状态下的气体压力低于一个大气压，因此，处于地球表面上的各种真空 容器中，必将受到大气压力的作用，其压强差的大小由容器内外的压差

9、值而定。由于作 用在地球表面上的一个大气压约为这种特定的真空状态与人类赖以生存的大气10135N/m2，因此当容器内压力很小时，则容器所1所示。承受的大气压力可达到一个大气压。不同压强下单位面积上的作用力，如表（2）真空状态下由于气体稀薄，单位体积内的气体分子数，即气体的分子密度小 于大气压力的气体分子密度。因此，分子之间、分子与其他质点（如电子、离子等）之 间以及分子与各种表面（如器壁）之间相互碰撞次数相对减少，使气体的分子自由程增 大。表2给出了常温下大气分子平均自由程与大气压力的关系。表1不同压力下单位面积上的作用力4真空度概念压力（Pa）作用力（kg/cm2）压力（Pa）2作用力（kg

10、/cm）1051.033285X10336.79755X102-25 X10436.79755X10-11X101.35951X10-23X044.07853X101-15X1026.79755X10-31X041.35951X10-11X1021.35951X10-3表2常温下大气分子平均自由程与大气压力的关系大气压力（Pa）平均自由程（cm）大气压力（Pa）平均自由程（cm）1056.5X106-61X10-35X1021035X10-41X10-65X10-51025X10-31X10-95X108-11X105X1001X_4105X1013（3）真空状态下由于分子密度的减小，因此做为

11、组成大气组分的氧、氢等气体含量（也包括水分的含量）也将相对减少。表3给出了标准大气的成份。表1标准大气的成分成分分子量容积百分比重量百分比分压强（托）N（氮）28.01347.08475.520593.4402（氧）31.998820.94823.142159.20Ar（氩）39.9840.9341.2887.10CO2（二氧化碳）44.009953.14X10-24.8X10-22.4X10-1*Ne（氖）20.1831.82X0-31.3X10-31.4X10-2He（氦）4.00265.24X0-46.9X10994.0X10-3Kr（氪）83.801.14X0-43.3X10-48.7

12、X10-4Xe（氙）131.308.7X0_63.9X10-36.6X10-5H2（氢）2.015945X10-53.5X10-64X10-4CH4（甲烷）16.043032X10-41X10-41.5X10-3N2O（氧化二氮）44.01285X10-58X10-44X10-347.9982.-6OX10-505X10-5*3（臭氧）夏：07X1001冬：02X10-600.3X10-5C*SO01.5X10-52（二氧化硫）64.0628_4*01X10-402X104-408X104NO2（二氧化46.05502X10-6-5*氮）03X10-6901.5X105NH3（氨）17.030

13、610痕迹量0痕迹量0痕迹量CO（一氧化碳）28.010550痕迹量0痕迹量0痕迹量I2（碘）253.808801X10-609X10-508X106*表示随时间、地点而变化的值真空的这些特点、已被人们在丰富的生产与科学实验中加以利用，这一点我们将在下5真空度概念节中详述。不同真空状态下各种真空工艺技术的应用概况随着气态空间中气体分子 密度的减小，气体的物理性质发生了明显的变化，人们就是 基 于气体性质的这一变化，在不同的真空状态下、应用各种不同的真空工艺、达到为生产及科学研究服务的目的。目前，可以说，从每平方厘米表面上有上百个电子 元件的超大规模集成电路的制造，到几公里长的大型加 速器的运转

14、，从民用装饰品的 生产到受控核聚变、人造卫 星、航天飞机的问世，都与真空工艺技术密切相关。不同 真空状态下所引发出来的各种真空工艺技术的应用概况如表4所示。表4不同真空状态下各种真空工艺技术的应用概况真空状态气体性质应用原理应用概况1.真空吸引和输运固体、液体、胶 体和粗真空气体状态与常 压相比较只有 分子 利用真空与大气的数目由多 变少的 压力差产生的力及变化，而 无气体 感差力均匀的原理分子空 间特性的 实现真空的力学应变 化.分子相互用间 碰撞频繁微粒；10 10（Pa）76010（Torr）52.真空吸盘起重、真空医疗器械；3.真空成型，复制浮雕；4.真空过滤；5.真空浸渍。1.黑色金

15、属的真空熔 炼，脱气、浇铸利用气体分子密度降低可实现无氧化低真空加热利用气压降低和热处理2.真空热轧、真空表面渗铬；103 10-1（Pa）1010-3（Torr）时气体的热传导及3.真空绝缘和真空隔热；气体分子间，分对流逐渐消失的原子与器壁间的 相理实现真空隔热和4.真空蒸馏药物、油类及高分子化 合互碰撞不相 上绝 缘物；下，气体分子 密度较小利用压强降低液体5.真空冷冻、真空干燥；沸点也降低的原理实现真空冷冻真空6.真空包装、真空充气包装；干燥7.高速空气动力学实验中的低压风 洞咼真空分子间相互碰 撞 利用气体分子密度1.稀有金属、超纯金属和合金、半 导体极少、分子与小任何物质与材料的真空

16、熔炼和精制；常用6真空度概念10-110-6器壁间碰撞频残余气体分子的结构材料的真空还原冶金；(Pa)繁化学作用徽弱的 特点进行真空冶2.纯金属的真空蒸馏精练；放射性10-310-8气体分子密度金、真空镀膜及同位素蒸发；(Torr)小真空器件生产3.难熔金疆的真空烧结；4.半导体材料的真空提纯和晶体制 备；5.高温金相显微镜及高温材料实验 设备的制造；6.真空镀膜，离子注入膜一刻蚀 等表面改性；7.电真空工业的电光管、离子管、电子源管、电子束管、电子衍射仪，电子显微镜、x光显微镜，各种粒 了加速器、能谱仪、核辐射谱仪，中子管、气体激光器的制造；8.电子束除气、电子束焊接，区域 熔炼，电子束加气体分子密度 摄1.可控热核聚变的研究；低与器壁磋撞的次敌极少超咼真空利用气体分子密2.时间基准氢分子镜的制作；致使表面形成度极低与表面碰10-1 10-6单分子层的时 间撞极少，表面形3表面物理表面化学的研究；(Pa)增长成单一分子层时间很长的原理实4.宇宙空间环境的模拟；-1-8气态空间中只101108有固体本身的现表面物理与表5.大型同步质子加速器的运转；(Torr)原子几乎没有面化学的研究其他原子或分6.电磁悬浮式高精度陀螺仪的制子的存在。作。7