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真空常用名词术语
1、真空的定义
真空系统指低于该地区大气压的稀簿气体状态
2、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。
3、真空度单位
通常用托（Torr）为单位，近年国际上取用帕（Pa）作为单位。
1托＝1/760大气压＝1毫米汞柱
4、托与帕的转换
1托＝133.322帕 或 1帕＝7.5×10-3托
5、平均自由程
作无规则热运动的气体粒子，相继两次碰撞所飞越的平均距离，用符号“λ”表示。
6、流量
单位时间流过任意截面的气体量，符号用“Q”表示，单位为帕·升/秒（Pa·L/s）或托·升/秒（Torr·L/s）。
7、流导
表示真空管道通过气体的能力。单位为升/秒（L/s），在稳定状态下，管道流导等于管道流量除以管道两端压强差。符号记作“U”。 U＝Q/(P2- P1)
8、压力或压强
气体分子作用于容器壁的单位面积上的力，用“P”表示。
9、标准大气压
压强为每平方厘米101325达因的气压，符号：（Atm）。
10、极限真空
真空容器经充分抽气后，稳定在某一真空度，此真空度称为极限真空。通常真空容器须经12小时炼气，再经12小时抽真空，一个小时每隔10分钟测量一次，取其10次的平均值为极限真空值。
11、抽气速率
在一定的压强和温度下，单位时间内由泵进气口处抽走的气体称为抽气速率，简称抽速。即Sp＝Q/（P－P0）
12、热偶真空计
利用热电偶的电势与加热元件的温度有关，元件的温度又与气体的热传导有关的原理来测量真空度的真空计。
13、电离真空计（又收热阴极电离计）
由筒状收集极，栅网和位于栅网中心的灯丝构成，筒状收集极在栅网外面。热阴极发射电子电离气体分子，离子被收集极收集，根据收集的离子流大小来测量气体压强的真空计。
14、复合真空计
由热偶真空计与热阴极电离真空计组成，测量范围从大气~10-5Pa。
15、冷阴极电离计
阳极筒的两端有一对阴极板，在外加磁场作用，阳极筒内形成潘宁放电产生离子，根据阴极板收集的离子流的大小来测定气体压强的真空计。
16、电阻真空计
利用加热元件的电阻与温度有关，元件的温度又与气体传导有关的原理，通过电桥电路来测量真空度的真空计。
17、麦克劳真空计（压缩式真空计）
将待测的气体用汞（或油）压缩到一极小体积，然后比较开管和闭管的液柱差，利用玻义尔定律直接算出气体压强的一种绝对真空计。
18、B－A规
这是一种阴极与收集极倒置的热阴极电离规。收集极是一根细丝，放在栅网中心，灯丝放在栅网外面，因而减少软X射线影响，延伸测量下限，可测超高真空。
19、水环真空泵
泵的叶轮转子旋转而产生水环。由于转子偏心旋转而使水环与叶片间容积发生周期性改变而进行抽气的机械真空泵。
20、往复真空泵
利用活塞的往复运动而进行抽气的机械真空泵。
21、油封机械真空泵
用油来保持密封的机械真空泵，可分为定片式、旋片式、滑阀式、余摆线式等。
22、罗茨真空泵
具有一对同步高速旋转的鞋底形转子的机械真空泵，此泵不可以单独抽气，前级需配油封、水环等可直排大气的真空泵。
23、涡轮分子真空泵
有一高速旋转的叶轮，当气体分子与高速旋转的涡轮叶片相碰撞时就被驱向出气口再由前级泵抽除。
24、油扩散真空泵
扩散泵喷口中喷出高速蒸汽流。在分子流条件下，气体分子不断地向蒸流中扩散，并被蒸汽带向泵出口处逐级被压缩后再由前级泵排除。
25、低温真空泵
利用20K以下的低温表面凝聚吸附气体的真空泵。
26、冷阱（水冷挡板）
置于真空容器和泵之间，用于吸附气体或捕集油蒸汽的装置。
27、气镇阀
油封机械真空泵的压缩室上开一小孔，并装上调节阀，当打开阀并调节入气量，转子转到某一位置，空气就通过此孔掺入压缩室以降低压缩比，从而使大部分蒸汽不致凝结而和掺入的气体一起被排除泵外起此作用的阀门称为气镇阀。
28、真空冷冻干燥
真空冷冻干燥，也称升华干燥。其原理是将材料冷冻，使其含有的水份变成冰块，然后在真空下使冰升华而达到干燥目的。
29、真空蒸镀
在真空环境中，将材料加热并镀到基片上称为真空蒸镀，或叫真空镀膜。
30、真空干燥
利用真空环境下沸点低的特点来干燥物品的方法。
31、真空系统常用名称
(1)主泵：在真空系统中，用于获得所需要真空度来满足特定工艺要求的真空泵，如真空镀膜机中的油扩散泵就是主泵。
(2)前级泵：用于维持某一真空泵前级压强低于其临界前级压强的真空泵。如罗茨泵前配置的旋片或滑阀泵就是前级泵。
(3)粗抽泵：从大气压下开始抽气，并将系统压力抽到另一真空泵开始工作的真空泵。如真空镀膜机中的滑阀泵，就是粗油泵。
(4)维持泵：在真空系统中，气量很小时，不能有效地利用前级泵。为此配置一种容量较小的辅助泵来维持主泵工作，此泵叫维持泵。如扩散泵出口处配一台小型旋片泵，就是维持泵。
真空知识
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vacuum
按其词源本义是虚空，即一无所有的空间；按现代物理的观点，真空不空，其中包含着极为丰富的物理内容。当容器中的压力低于大气压力时,把低于大气压力的部分叫做真空,而容器内的压力叫绝对压力。另一种说法是,凡压力比大气压力低的容器都称做真空。真空有程度上的区别:当容器内没有压力即绝对压力等于零时,叫做 完全真空;其余叫做不完全真空。
物理真空
本指没有任何实物粒子存在的空间，但什么都没有的空间是不存在的。而假设你把一个空间的气体都赶跑，会发现还是不时有基本粒子在真空中出现又消失，无中生有。物理上的真空实际上是一片不停波动的能量之海。当能量达到波峰，能量转化为一对对正反基本粒子，当能量达到波谷，一对对正反基本粒子又相互湮灭，转化为能量。
工业真空
工业上的真空指的是气压比一标准大气压小的气体空间，是指稀薄的气体状态，又可分为高真空、中真空和低真空，地球以及星球中间的广大太空就是真空。一般是用特制的抽气机得到真空的。它的气体稀薄程度用真空计测定，现在已能用分子抽气机和扩散抽气机得到1/1011大气压的高真空。真空在科学技术，电真空仪器，电子管和其他电子仪器方面，都有很大用途。
正负电子对撞机
所以正负电子对撞机的作用绝不仅仅是一对正负电子相撞产生光子和能量那么简单，一对光子也可以相撞产生一对正负质子之类，而相撞使相撞所处的那部分真空可以激发到高能态，可以产生更多各式各样的基本粒子，为研究宇宙的起源和组成服务。
人类对真空认识的历史发展
人类关于真空的认识经历了几次根本的变革和反复。古希腊德谟克利特的原子论认为所有的物质都是由原子组成，原子之外就是虚空。17世纪R.笛卡儿提出以太漩涡说，认为空间充满了以太，并用以说明行星的运动。不久I.牛顿建立以运动三定律和万有引力定律为基石的牛顿力学，成功地解决了行星绕日运动问题，引力被认为是超距作用的，无需以太作为传递媒介，从而否定了以太论。19世纪发现光的波动性，认为波的传播必须依靠介质，特别是后来发现了电磁场的波动性，以太论再度兴起，认为宇宙中不论何时何地，任何物体内无不充满了以太，光和电磁波被解释为以太的机械振动。后来虽然在观念上有所变化，把光和电磁波看成电磁场的振动，但以太仍然保留着某种绝对的性质，它可以看成是描述万物运动的绝对静止的参考系。19世纪末20世纪初各种试图探测地球相对于以太运动速度的实验均告失败，A.爱因斯坦建立狭义相对论，再次否定了这种作为绝对静止以太的存在。稍后，爱因斯坦在用场论观点研究引力现象时，已经认识到空无一物的真空观念是有问题的，他曾提出真空是引力场的某种特殊状态的想法。
首先给予真空崭新物理内容的是P.A.M.狄拉克。狄拉克于1930年为了摆脱狄拉克方程负能解的困境，提出真空是充满了负能态的电子海。当负能态的电子吸收了足够的能量跃迁到正能态成为普通电子时，电子海中才能留下可观测的空穴，即正电子。从体系的能量角度考查，这种情况比只有电子海的真空状态要高，因此真空就是能量低的状态。从现代量子场论的观点看，每一种粒子对应于一种量子场，粒子就是对应的场量子化的场量子。当空间存在某种粒子时，表明那种量子场处于激发态；反之不存在粒子时，就意味着场处于基态。因此，真空是没有任何场量子被激发的状态，或者说真空是量子场系统的基态。
关于真空的近代认识不再是哲学上的思辨，而是可通过实验来检验的。有不少现象都需要用真空的近代观念予以说明。例如氢原子能级的兰姆移位和电子的反常磁矩，实验上已经以非常高的精度证实了真空极化的效应；高能正负电子对撞湮没为高能光子，反之高能光子可使真空激发出大量的粒子，也是很好的明证。对于真空的认识尚属初级探索阶段，物理学家还在探索真空自发破缺和真空相变等问题，必将推动物理学的进一步发展。
真空的性质
真空具有如下性质：
1、空非无，并非什么都没有，它是所有粒子共同的基态，可以这么说，粒子就被激发的真空，真空就是未被激发的粒子，粒子的存在就体现于可以被作用，或者更确切的说，粒子就是一种作用，如果粒子不能被作用，那么就可以说它是真空，任何脱离真空的所谓绝对的孤立的粒子是不存在的，真空时刻都处于一种动态的平衡中，粒子的每一个变化都离不开与真空的互动，粒子和真空的互动是无时无刻都在进行中的，任何绝对静止的物质是不存在的，粒子的本质在于自身的空性。
2、真空存在极性,因此说真空是不对称的。但这种不对称是相对局部的，在相对整体上又是对称的，如此的循环嵌套构成了真空的这个性质。
3、真空的每个局部具备了真空的全体性质。大和小是相对而言的。时间也是相对于空间而言的，时间不能脱离了具体的空间而单独的存在。
真空和微重力环境利用技术
航天器轨道飞行提供的真空和微重力环境，是一个宝库，为人们提供了地面上难以获得的科学实验和生产工艺条件，进行地面上难以进行的科学实验，生产地面上难以生产的材料、工业产品和药物。
真空和微重力环境是一种宝贵的资源。高真空或超高真空提供一种超洁净条件。微重力则提供一种重力影响很微弱的极端物理条件。如由重力引起的自然对流基本消除，扩散过程成为主要因素；流体中的浮力基本消失，不同液体密度引起的组分分离和沉浮现象消失，液体仅由表面张力约束；润湿和毛细现象加剧；流体静压消失。总之，由重力引起的不利因素几乎消除。利用这些非常理想的环境，可以开展微重力技术物理、微重力生物学和微重力生命科学的研究，进行加工工艺试验和生产制造，以及其它微重力应用的试验研究。
在高真空和微重力环境中进行生命和生物科学实验，不会有有机物污染，发生混入或测定错误，细菌等实验用的微生物不会到处扩散，十分安全。 在零重力或微重力条件下，可进行无容器冶炼，这不会有任何杂质混入，可以获得高品质的合金；可将不同比重的金属或非金属均匀地混合，获得新型合金材料；可以克服地面加工存在的组分过冷起伏和密度大等缺陷，生长出高质量、大直径的单晶体砷化镓等半导体材料；可以生产百分之百圆度的滚珠轴承等圆球工业产品，而在地面上，由于重力的影响，滚珠轴承等总不是真正的球形。
太空制药是真空和微重力环境利用的重要方面。在地面上制药，由于地球重力作用，培养物会发生沉淀，处在沉淀中的微生物会因缺氧而死亡；如输氧搅拌，所形成的低压小气泡又会破坏细胞；如加防泡剂，则会降低氧的溶解度，有碍微生物的繁殖，形成恶性循环。而在微重力环境中，培养物液体中含有大量的气泡，也不会沉淀，微生物可随时获得氧气，生长速度比地面快一倍以上。可高效率、高纯度地制造许多药物，如治疗烧伤的表皮生长素、治疗贫血的红血球生长素、防治病毒感染的免疫血清、治疗肺气肿的胰蛋白酶抑制素、治疗血栓的尿激酶、治疗血友病的抗溶血因子8、治疗糖尿病的β细胞、治疗癌症的干扰素等40多种。主要的制药方法是电泳法，将组分不同的混合物在直流电场作用下精确地分离成不同成份。其设备第一代为静态电泳仪，第二代为连续流动电泳仪.
1、真空区域划分
真空区域 |
压强范围 |
托(Torr) |
帕(Pa) |
低真空 |
760~10 |
101325~1333 |
中真空 |
10~10-3 |
1333~1.33×10-1 |
高真空 |
10-3~10-8 |
1.33×10-1~10-6 |
超高真空 |
10-8~10-12 |
10-6~10-10 |
极高真空 |
＜10-12 |
＜10-10 |
2、长度：公制-英制对照表
单位 |
米(m) |
英尺(ft) |
英寸(in) |
1米(1m) |
1 |
3.28 |
39.37 |
1英尺(1ft) |
0.305 |
1 |
8.33 |
1英寸 |
0.0254 |
12 |
1 |
3、重量：公斤-磅-央士对照表
单位 |
米(m) |
英尺(ft) |
英寸(in) |
| 1公斤 |
1 |
2.2 |
35.27 |
| 1磅 |
0.45 |
1 |
16 |
| 1央士 |
0.03 |
0.06 |
1 |
4、各种真空计及规管对照表
真空计名称 |
电阻真空计 |
热偶真空计 |
1.热阴极电离真空计2.压强自动控制仪 |
冷阴极碰控真空计 |
中真空计 |
超高真空计 |
| 规管名称 |
电阻规管 |
热偶规管 |
电离规管 |
冷阴极规管 |
中真空规管 |
B-A规管 |
| 规管型号 |
ZJ-52T |
ZJ-51(DL-3)ZJ-53 |
ZJ-27(DL-9)ZJ-2(DL-2)ZJ-10(DL-5) |
M014 |
DL-5DL-8 |
ZJ-32ZJ-32BCZJ-12 |
5、绝对温度、摄氏、华氏温度对照表
温度形式 |
K(绝对温度) |
℃(摄氏) |
°F(华氏) |
K(绝对温度) |
1 |
℃+273.15 |
5/9(°F+459.67) |
℃(摄氏) |
K-273.15 |
1 |
5/9(°F-32) |
°F(华氏) |
9/5(K-459.67) |
9/5(℃+32) |
1 |
6、抽气速率单位换算表
单位 |
立方米/秒(m3/s) |
升/秒(L/s) |
立方米/小时 |
立方英尺/分 |
1立方米/秒(1m3/s) |
1 |
1000 |
3600 |
2118.88 |
1升/秒(1L/s) |
10-3 |
1 |
3.6 |
2.119 |
1立方米/小时(1m3/h) |
2.78×10-4 |
0.278 |
1 |
0.59 |
1立方英尺/分(1cft/min) |
4.72×10-4 |
0.47 |
1.69 |
1 |
7、各种水的电阻率(欧姆)
水 |
海水 |
劣质自来水 |
优质自来水 |
蒸馏水 |
超净水 |
电阻率 |
10~10 |
103 |
104~105 |
106 |
107~108 |
8、20℃空气在不同压强下的分子平均自由程
P(托) |
1 |
10-3 |
10-4 |
10-5 |
10-6 |
10-9 |
λ(厘米) |
4.72×10-3 |
4.72 |
47.2 |
472 |
4720 |
4.72×106 |
9、常用压强单位换算表
|
帕Pa |
托Torr |
微米汞柱μmHg |
微巴μbar |
毫巴mbar |
大气压atm |
工程大气压am |
英寸汞柱inHg |
1 Pa |
1 |
7.5×10-3 |
7.5 |
10 |
10-2 |
9.86923×10-6 |
1.0197×105 |
2.953×10-4 |
1 Torr |
133.32 |
1 |
103 |
1333.2 |
1.3332 |
1.31579×10-3 |
1.3595×10-3 |
3.937×10-2 |
1 μmHg |
0.13332 |
10-3 |
1 |
1.3332 |
1.3332×10-3 |
1.31579×10-6 |
1.3595×10-6 |
3.937×10-5 |
1 μbar |
10-1 |
7.5×10-4 |
7.5×10-1 |
1 |
10-3 |
9.86923×10-7 |
1.0197×10-6 |
2.953×10-5 |
1 mbar |
102 |
7.5×10-1 |
7.5×102 |
103 |
1 |
9.86923×10-4 |
1.0197×10-3 |
2.953×10-2 |
1 atm |
101325 |
760 |
760×103 |
1013.25
×103 |
1013.25 |
1 |
1.0333 |
29.921 |
1 am |
98066.3 |
735.56 |
735.56×103 |
980663 |
980663
×10-3 |
0.967839 |
1 |
28.959 |
1 inHg |
3386 |
25.4 |
25.4×103 |
3.386×104 |
33.86 |
3.342×10-2 |
3.453×10-2 |
1 |
1 lb/in2 |
6895 |
51.715 |
51.715×103 |
6.895×104 |
68.95 |
6.805×10-2 |
7.031×10-2 |
2.086 |
10、不同压强下空气分子密度
P(托) |
1 |
10-3 |
10-4 |
10-5 |
10-6 |
10-9 |
| n0(个/厘米3) |
4×1016 |
4×1013 |
4×1012 |
4×1011 |
4×1010 |
4×107 |
11、真空油脂的主要性能
名称 |
成分 |
20℃时饱和蒸气压(托) |
高使用温度(℃) |
2# |
高分子碳 |
3.1×10-8 |
30 |
3# |
氧化合物 |
10-9 |
35 |
4# |
皂基脂 |
10-7~10-8 |
130 |
7501 |
硅油加硅粉 |
10-6以下 |
-40~+200 |
12、力单位的换算
达因(Dyn) |
牛顿(N) |
斯坦 |
公斤力(kgf) |
1 |
10-5 |
10-8 |
1.02×10-6 |
13、功率单位换算
单位 |
马力 |
千瓦 |
瓦 |
马力(PS) |
1 |
0.735 |
735 |
千瓦(kW） |
1.36 |
1 |
1000 |
瓦(W) |
1.36 |
0.001 |
1 |
14、真空封膏特性
真空脂名称 |
真空封脂 |
真空封泥 |
50＃ |
80＃ |
30＃ |
温度 |
50℃ |
80℃ |
30℃ |
|
10-7~10-8托 |
10-7~10-8托 |
5×10-4托 |
15、各种橡胶特性表
橡胶种类 |
天然橡胶 |
丁基橡胶 |
丁腈橡胶 |
氟橡胶 |
特性1 |
耐水性，耐酸性，耐碱性良好 |
渗透率小 |
耐油良好 |
23型耐强酸 |
特性2 |
出气量较大 |
升华严重 |
弹性较好 |
26型渗透率低出气率小 |
真空范围 |
1×10－5托 |
10－7托 |
10－8托 |
10-8托 |
温度 |
－30~80℃ |
－30~150℃ |
－30~120℃ |
-20~200℃ |
16、面积单位换算
平方米(m2) |
平方厘米(cm2) |
平方毫米(mm2) |
平方市尺(sc2) |
平方英尺(ft2) |
平方英寸(in2) |
1 |
10000 |
1000000 |
9 |
10.7639 |
1550 |
17、容积单位换算
立方米 |
升 |
立方市尺 |
英加仑 |
美加仑(液体) |
立方英尺 |
立方英寸 |
日升 |
1 |
1000 |
27 |
219.98 |
264.18 |
35.3147 |
0.06103 |
554.37 |
18、1号真空机械泵油的主要性能指标
项目 |
运动粘离(厘泊) |
闪点(℃) |
饱和蒸汽压20℃时(托) |
比重(克/厘米3) |
分子量(克) |
KK-1 |
50℃时(47~57)100℃时(8~11) |
不低于15 |
不高于4×10-5 |
0.86 |
333 |
19、国产扩散泵油性能指标
牌号 |
1# |
2# |
3# |
274硅油 |
275硅油 |
饱和蒸气压(托)20℃不大于 |
4×10-8 |
2×10-8 |
2×10-8 |
2×10-8 |
1.7×10-8 |
运动粘度(厘泊) |
45~60 |
55~65 |
68~80 |
38±3 |
165±20 |
凝固点(℃)不高于 |
-15 |
-15 |
-15 |
-10 |
-14~-18 |
闪点(℃)不低于 |
230 |
230 |
230 |
＞210 |
＞243 |
比重(克/厘米2) |
|
|
|
1.05~1.08 |
1.09±0.02 |
20、真空泵的种类及其工作范围
真空泵 |
工作范围(托) |
|
真空泵 |
工作范围(托) |
旋片真空泵 |
760~5×10-4 |
往复真空泵 |
760~10-2 |
滑阀真空泵 |
760~5×10-3 |
吸附泵 |
760~10-4 |
油增压泵 |
10-1~10-4 |
溅射离子泵 |
10-4~10-10 |
罗茨真空泵 |
10-1~10-4 |
钛升华泵 |
10-3~10-10 |
油扩散泵 |
10-3~5×10-7 |
分子泵 |
10-3~10-10 |
水环真空泵 |
760~25 |
低温泵 |
10-3~10-10 |
|
