真空技術是建立低于大氣壓力的物理環境,以及在此環境中進行工藝制作、物理測量和科學試驗等所需的技術。主要包括真空獲得、真空測量、真空檢漏和真空應用四個方面。在真空技術發展中,這四個方面的技術是相互促進的。
什么是真空?
真空是指低于大氣壓力的氣體的給定空間,即每立方厘米空間中氣體分子數大約少于兩千五百億億個的給定空間。真空是相對于大氣壓來說的,并非空間沒有物質存在。用現代抽氣方法獲得的最低壓力,每立方厘米的空間里仍然會有數百個分子存在。氣體稀薄程度是對真空的一種客觀量度 ,最直接的物理量度是單位體積中的氣體分子數。氣體分子密度越小,氣體壓力越低,真空就越高。但由于歷史原因,量度真空通常都用壓力表示。1真空常用帕斯卡(Pascal)或托爾(Torr)做為壓力的單位。
應用范圍:
真空的應用范圍極廣,主要分為低真空、中真空、高真空和超高真空應用。低真空是利用低(粗)真空獲得的壓力差來夾持、提升和運輸物料,以及吸塵和過濾,如吸塵器、真空吸盤 。
中真空一般用于排除物料中吸留或溶解的氣體或水分、制造燈泡、真空冶金和用作熱絕緣。如真空濃縮生產煉乳,不需加熱就能蒸發乳品中的水分。
真空冶金可以保護活性金屬,使其在熔化、澆鑄和燒結等過程中不致氧化,如活性難熔金屬鎢、鉬、鉭、鈮、鈦和鋯等的真空熔煉;真空煉鋼可以避免加入的一些少量元素在高溫中燒掉和有害氣體雜質等的滲入,可以提高鋼的質量。
高真空可用于熱絕緣、電絕緣和避免分子電子、離子碰撞的場合。高真空中分子自由程大于容器的線性尺寸,因此高真空可用于電子管、光電管、陰極射線管、X 射線管、加速器、質譜儀和電子顯微鏡等器件中,以避免分子、電子和離子之間的碰撞。這個特性還可應用于真空鍍膜 ,以供光學、電學或鍍制裝飾品等方面使用。
外層空間的能量傳輸與超高真空中的能量傳輸相似,故超高真空可用作空間模擬。在超高真空條件下,單分子層形成的時間長(以小時計),這就可以在一個表面尚未被氣體污染前 ,利用這段充分長的時間來研究其表面特性,如摩擦、粘附和發射等。