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超高真空工作原理超高真空是指在约10^-6 Pa以下的极低气压下进行工作的一种状态。
在超高真空条件下，气体分子数非常稀少，气体压强几乎可以忽略不计，因此可以排除气体分子对实验、设备或工艺产生的影响，从而实现一些特殊的研究或应用。
超高真空工作原理主要包括两个方面的内容：真空的获得和维持、以及真空环境下的物理与化学性质。
一、真空的获得和维持在超高真空条件下，空气中的气压要远低于常压状态。
真空技术通常采用以下几种方式来实现超高真空获得和维持。
1. 抽气装置与泵浦技术真空系统中常使用抽气装置和泵浦技术来实现气体的抽除，从而降低气压。
常见的抽气装置包括机械泵、分子泵、离心泵等。
机械泵通过机械方式抽出大部分气体，分子泵则利用高速分子碰撞将气体分子抽出，离心泵则通过离心力将气体分子抽走。
这些泵浦技术的结合使用可以有效降低气压，实现真空。
2. 清洁和封闭系统超高真空要求系统的密封性非常好，以防止气体的泄漏。
因此，在真空系统设计和使用过程中，要注重材料的选择和处理，以及对系统的清洁和封闭工作的重视。
采用合适的材料可以防止气体穿透，并且经过良好的清洁和密封处理，可以减少气体泄露的可能性。
3. 辅助技术超高真空环境下，还需要一些辅助技术来维持真空的状态。
例如，加热技术可以通过加热材料驱除吸附在材料表面的气体分子；冷却技术可以将气体分子凝结或冷却到低温状态，进一步降低气压。
此外，还有灌注技术、气体慢泄技术等可以实现维持超高真空状态的辅助方法。
二、超高真空工况下物理与化学性质超高真空环境下，气体分子的数量非常稀少，因此气体分子间的相互作用相对较小，有许多特殊的物理和化学性质。
1. 到达平衡状态的时间延长在超高真空条件下，气体分子间的碰撞次数减少，相应的平衡状态的达到时间相对较长。
这使得部分实验需要更长的时间来进行，一些研究也因此变得更加复杂，需要更加耐心的探索和实验。
2. 电子运动的特殊性在超高真空环境下，电子受到气体分子的碰撞相对减少，其自由程增大，因此电子的运动更稳定、更顺畅。
各种真空泵的工作原理真空泵是一种用于将容器内的气体或蒸汽抽出，从而产生真空的设备。
它在许多工业领域中广泛应用，如化学工业、电子工业、医疗设备等。
不同类型的真空泵有不同的工作原理，下面将介绍几种常见的真空泵及其工作原理。
1. 旋片泵（Rotary Vane Pump）旋片泵是一种常见的机械真空泵，它通过旋转的叶片在泵腔内产生真空。
工作原理如下：泵腔内的叶片与泵腔壁之间形成密封腔，当泵腔旋转时，气体被吸入密封腔，然后被压缩和排出泵腔。
这样循环往复，不断抽出气体，从而产生真空。
2. 涡旋泵（Turbomolecular Pump）涡旋泵是一种高速旋转的分子泵，它通过分子的撞击和反弹来抽取气体。
工作原理如下：涡旋泵内部有多个高速旋转的叶轮，当气体进入泵腔时，叶轮的旋转会使气体分子发生高速运动，从而撞击泵腔壁上的另一侧叶轮。
这种撞击和反弹的过程将气体分子推向泵腔的出口，从而将气体抽出。
3. 根式泵（Roots Pump）根式泵是一种容积式泵，它通过两个旋转的叶轮之间的体积变化来抽取气体。
工作原理如下：根式泵由两个相互啮合的叶轮组成，当叶轮旋转时，它们之间的容积会不断变化。
在吸气阶段，容积增大，气体被吸入；在压缩阶段，容积减小，气体被压缩并排出泵腔。
通过这种循环，气体被连续抽出，从而形成真空。
4. 离心泵（Centrifugal Pump）离心泵是一种利用离心力将气体抽出的泵。
工作原理如下：离心泵内部有一个高速旋转的叶轮，当气体进入泵腔时，叶轮的旋转会产生离心力，将气体推向泵腔的出口。
这样，气体被连续抽出，从而形成真空。
以上是几种常见的真空泵及其工作原理。
不同类型的真空泵适用于不同的应用场景，选择合适的真空泵可以提高工作效率和产品质量。
在实际应用中，还需要考虑泵的抽气速度、抽气量、最终真空度等参数，以及泵的维护和保养等因素。
通过合理选择和使用真空泵，可以满足各种工业领域的真空需求。
各种真空泵的详细介绍真空泵是一种用于将物体内的气体抽出，形成真空环境的装置。
根据不同的工作原理和应用场景，真空泵可以分为很多不同类型。
下面将详细介绍几种常见的真空泵。
1.机械泵机械泵是真空系统中常见的一种泵，它通过机械运动将气体抽出。
机械泵的工作原理主要分为离心力泵和吸收泵两种类型。
离心力泵通过高速旋转的叶片产生离心力，将气体抽出。
吸收泵则利用内部连续排列的叶片，使气体在叶片间连续收缩和膨胀，从而抽出气体。
机械泵广泛应用于实验室、工业和医疗设备等领域。
2.分子泵分子泵是一种工作在高真空范围内的泵，主要用于抽出稀薄气体。
分子泵通过分子碰撞的方式，将气体分子引导到泵的出口，达到抽出气体的目的。
分子泵通常具有高抽气速率和低抽气压力的特点，适用于高真空要求的场合，如半导体制造、光学仪器等。
3.鼓风泵鼓风泵也称为根式泵，是一种广泛使用的真空泵。
它通过齿轮传动和内部腔体的吸入和排出，实现气体的抽出。
鼓风泵具有结构简单、体积小、噪音低的特点，适用于实验室、化工、食品等行业。
鼓风泵还可以与其他真空泵配合使用，提高系统的抽气速率和抽气效果。
4.旋片泵旋片泵是一种离心泵的变种，利用旋转的叶轮来抽出气体。
它通过离心力将气体推向泵的出口，并通过连接管道排出系统。
旋片泵通常用于高真空抽气系统，如电子显微镜、质谱仪和光谱仪等。
旋片泵具有体积小、噪音低、维护方便等特点。
5.涡轮分子泵涡轮分子泵是一种利用离心力和分子阻尼的真空泵。
它由一个高速旋转的涡轮和静止的固定轮组成，通过旋转涡轮来抽出气体。
涡轮分子泵主要用于高真空要求的场合，如核磁共振仪、电子束物理仪器等。
涡轮分子泵具有高抽气速率、高真空和低振动噪音的特点。
以上所述的只是一些常见的真空泵类型，实际上还有其他类型的真空泵，如液环泵、吸附泵、离心泵等。
每种真空泵都有自己的工作原理和应用场景，选择合适的泵对于实现高效的真空系统至关重要。
CHENG SHIU UNIVERSITYCHENG SHIU UNIVERSITYP.1Vacuum Technology一般真空之区分范围：1粗真空rough vacuum：1 atm 1 torr。
2中??真空medium vacuum：1 torr 10-3torr。
3高真空high vacuum：10-3torr 10-7torr。
4超高真空ultra-high vacuum：10-7torr以下。
真空帮浦vacuum pump之作用：排气式将低气压处之气体排送至高气压处，??只应用一个pump抽气，通常将系统内之气体直接排出到系统外面的大气中，??应用??阶段抽气即应用??种??同之pump抽真空，则气体自系统内较低压处被一pump送至较高压处后，再由另一pump抽送到大气中，后者称为前段帮浦fore pump或backing pump，亦称为粗??帮浦rough pump，前者则称为高真空帮浦。
CHENG SHIU UNIVERSITYCHENG SHIU UNIVERSITYP.2薄膜??积之真空系统图：1.??低污染2.缩短基板往返时间经由控制器Mass Flow Controller MFC控制喉阀节??阀??低制程污染??低pump污染前段管??真空计排气高真空帮浦前段帮浦??毒罐CHENG SHIU UNIVERSITYCHENG SHIU UNIVERSITYP.3Pump selection:1. Process vacuum level.2. The properties of the vapors to be handled.3. The pump operate well at the desired process pressure.4. The cost depend on pumping speed liter/s.真空帮浦依其处??被抽气体之方式，可分为??大??：1. 排气式：将真空装置内的气体输送到较高压??的外部而排出。
