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        真空鍍膜機真空基礎知識介紹

        2020-07-24

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              今天匯成真空小編為大家詳細介紹一下真空鍍膜機真空基礎知識,不管是新進的工作人員,還是經驗豐富的工程師,對真空鍍膜機的基礎知識了解必不可少,學習真空鍍膜技術就跟搭建房子是一樣的,先要搭建好地基,才能一步步的學習更深入專業知識和技能。

        真空鍍膜機
               真空的定義真空的含義是指在給定的空間內低于一個大氣壓力的氣體狀態,是一種物理現象。在“虛空”中,聲音因為沒有介質而無法傳遞,但電磁波的傳遞卻不受真空的影響。事實上,在真空技術里,真空系針對大氣而言,一特定空間內部之部份物質被排出,使其壓力小于一個標準大氣壓,則我們通稱此空間為真空或真空狀態。真空常用帕斯卡(Pascal)或托爾(Torr)做為壓力的單位。在自然環境里,只有外太空堪稱最接近真空的空間。1641年意大利數學家托里拆利在一根長管子內加滿水銀,然后很緩慢的將管口倒轉在一個盛滿水銀的盆內,管子內水銀柱的末端是 76 厘米高。這時玻璃管最上方無水銀地帶是真空狀態。這一實驗為“托里拆利實驗”,完成實驗的玻璃管為“托里拆利管”。愛因斯坦在用場論觀點研究引力現象時,
        已經認識到空無一物的真空觀念是有問題的,他曾提出真空是引力場的某種特殊狀態的想法。首先給予真空嶄新物理內容的是P.A.M.狄拉克。狄拉克于1930年為了擺脫狄拉克方程負能解的困境,提出真空是充滿了負能態的電子海。
         
                真空分類在真空技術中按照壓力的高低我們可以區分為:
                粗略真空(Rough Vacuum) 760 ~ 10 Torr
                中度真空(Medium Vacuum) 10 ~ Torr
                高真空 (High Vacuum)~ Torr
                超高真空(Ultra-High Vacuum) Torr以下
         
                氣體在真空中的流動,真空系統一旦啟動,系統管道中就存在定向的氣體流動,即稀薄氣體沿管道的流動。氣體在管道中的流動狀態不同,管道的流導也不一樣,也就是說,管道對氣體的流動的影響,不僅取決于管道的幾何形狀和尺寸,還與管道中流動的氣體種類、溫度和壓力有關。所以在計算管道對氣體的流導時,首先必須判明管道中的氣流是哪一種流動狀態。稀薄氣體沿管道的流動與常壓氣體有區別也有聯系,研究稀薄氣體沿管道的流動是真空科學的重要內之一。
         
                 氣體流動狀態的分類在真空系統管路中的氣流有五種流動狀態:湍流(又稱紊流、渦流);湍—粘滯流;粘滯流(又稱層流、粘性流、泊稷葉流);粘滯—分子流;分子流(又稱自由分子流、克努森流)。湍—粘流是湍流和粘滯流之間的過渡狀態。粘滯—分子流是粘滯流和分子流之間的過渡狀態。湍流(Turbulence flow):管道中氣體的壓強和流速高,流線無規則且有旋渦,旋渦時隱時現,流動呈不穩定狀態,質點的速度急劇變化著,加速度大,因而慣性力對流動起支配作用。一般存在于真空系統工作初期。
         
                 粘滯流(Viscous flow):當壓強和流速逐漸降低,流線就有規律,隨管道形狀變化而變化,流動變成各部分具有不同速度的流動層。內摩擦力對流動起支配作用。分子流(Molecular flow):氣體壓強進一步降低,當氣體分子的平均自由程與管道直徑相當時,開始出現新的流動狀態,氣體分子間的碰撞很少,甚至可以忽略,而氣體分子依靠本身的熱運動與管壁頻繁碰撞,在管道內分子密度梯度的推動下,由高壓端流向低壓端。這種氣流是一個個分子單獨運動的綜合效果?!奥瓷洹爆F象是促成分子流特殊運動規律的重要物理基礎。
                 當容器中同時存在多種氣體成分時,容器中氣體總壓強等于各氣體分壓強之和??倝簭姕y量方法可分為直接法和間接法兩種。直接法利用液柱差、機械變形等原理直接測量壓強,包括液位壓強計、壓縮式真空計、彈性元件真空計等。根據前兩種儀器測出的物理量可算出壓強值,屬于絕對真空計。間接法利用氣體某些物理性質(如熱傳導、粘滯性、電離及光散射效應等)來測量壓強,包括熱傳導真空計、粘滯真空計及電離真空計等。在真空技術中使用的真空計絕大多數采用間接法,這些真空計必須用絕對真空計或其他方法校準。對于用間接法測量的真空計,由于不同種類氣體的物理性質不同,即使在相同壓強下,壓強讀數也隨氣體而異,因此要用相應的氣體來校準。當被測氣體不是單一成分時,這些真空計的讀數的含義較為復雜。由于一般真空計校準時所采用的氣體是純氮,因此這些真空計的讀數在未經氣體種類修正之前統稱為等效氮壓強。當被測空間包含多種氣體成分時,只有通過分壓強測量才能精確地反映容器中的真空狀態和總壓強常見的真空計熱傳導真空計利用氣體在不同壓強下熱傳導能力隨之變化的原理測量氣體壓強。在這類真空計中,
         
                  以一定加熱電流通過裝有熱絲的規頭,熱絲的溫度決定于加熱和散熱之間的平衡。散熱能力是氣體壓強的函數,故熱絲的溫度隨壓強而變化。測量低壓強 (P<100帕)時,參考室抽至高真空,其壓強近似為零。當測量室壓強不同時,薄膜變形的程
        度也不同。在測量室中有一固定電極,它與薄膜形成一個電容器。薄膜變形時電容值相應改變,通過電容電橋可測量電容的變化從而確定相應壓強值。為了防止薄膜發生蠕變,通常采用零位法測量,即在固定電極和
        薄膜之間加一直流電壓,利用靜電力補償薄膜受壓強差而產生的應力,使膜片保持零位。電容薄膜真空計可直接測量氣體或蒸氣的壓強,測量值與氣體種類無關、結構牢固、可經受烘烤,如對不同壓強范圍采用不同規頭,可得到較高精度。電容薄膜真空計可用于高純氣體監測、低真空精密測量和壓強控制,也可用作低真空測量的副標準。
         
               電離真空計,簡稱電離計,利用氣體電離的原理來測量壓強。電離真空計分為熱陰極和冷陰極兩大類。熱陰極電離真空計的規頭中通常有三個電極,即陰極、陽極和收集極,分別起發射電子、加速電子和收集離子的作用。電子從陰極向陽極運動的過程中使氣體電離,如果忽略二次電離效應(指電離過程中產生的新電子受電場加速又獲得電離能力并引起新的電離),每個從陰極發出的電子所產生的正離子數和空間的氣體密度成正比,因此在一定溫度下和壓強成正比。所以收集極接收的離子流Ii=SIeP,Ie為陰極電子發射電流,S為比例常數,稱為電離計系數。在一定溫度下用標準真空計校驗電離計系數后,即可根據離子流的大小確定壓強。熱陰極電離計規頭主要類型陰極一般采用鎢絲,陽極可做成柵網狀,使電子能在其兩
        側來回穿行以增加電子的行程,故又稱柵極。
         
               三極管型電離計收集極為圓筒形并置于柵極外側其壓強測量范圍是 10-1~10-5帕。當工作壓強高于10-1帕時,鎢絲壽命縮短,而且由于二次電離效應,離子流與壓強的關系開始偏離線性。涂氧化釷或氧化釔的銥絲陰極可工作在高達 100帕的壓強下并有相當長的壽命,這種燈絲即使在大氣中加熱也不致損壞。如果電離計規頭采用這種燈絲,并把陽極和收集極都做成特殊形式,縮短電極間距離,降低陽極電壓,使氣體電離幾率降低(即電離計系數降低),則這種電離計可以測量10-3~100帕的壓強,稱為高壓強電離計。三極管型電離計測量低壓強的下限決定于收集極的光電流,即由于電子打在陽極上產生的軟 X射線照射到收集極上引起光電發射,光電流便構成收集極電流的本底。當光電流占離子流的10%時即達到電離計的測量下限。將電離計規頭收集極做成細絲并放在柵極軸線位置上,燈絲位于柵極外側,這時電離計的靈敏度變化不大,而由于收集極面積小,它所截獲的X射線比三極管型減少3個數量級,這種電離計可測量低至10-8帕的壓強。它是1950年由貝亞得和阿爾玻特提出的,故稱BA計。為測量10-9帕或更低的壓強可采用調制 BA 計、引出極電離計、彎柱電離計或熱陰極磁控電離計等。這些電離計還能在一定程度上排除柵極電子誘導脫附離子對壓強測量的影響。
         
               想要成為資深的專業鍍膜技術工程師,大家一定要先打好真空鍍膜機鍍膜基礎知識,為后期成為資深工程師做準備。
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