真空的基础知识

发布时间:2023-12-01发布者:际诺斯

  一、真空及真空度的概念

  在真空技术中,把低于一个大气压的气体状态,统称为真空。与正常的大气相比,这是一种较稀薄的气体状态。

  真空中残存气体的稀薄程度就是真空程度的高低,即真空度。

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  二、真空度的单位

  依据真空度的定义,衡量真空度高低最直接的物理量应是每单位体积中的分子数,但由于历史和技术上的原因,真空度的高低是用被抽空容器中残存气体的绝对压强来表示的。“压强”,是指单位面积容器壁上所承受的压力,它是目前国际上通用的表示真空度的物理量。

  1958年第一届国际技术会议曾建议采用“托” (Torr)作为测量真空度的单位,定义为“1Torr是1个大气压的1/760”,因1个大气压为760mmHg,故Torr可以与mmHg通用。国际单位制(SI)中规定强压的单位为帕(Pa),帕(Pa) 是牛顿/平方米(N/m2)的专门名称。目前,包括我国在内的许多国家已逐步用Pa取代Torr作为真空压强的标准基本单位。

  真空度越高,则气体的压力越低,炉内气体分子数目也越少;反之,气体压力越高,意味着真空度越低。可见,压强的大小与真空度的高低成反比。

  在各种文献中,压强的单位除了Pa和Torr外,还有标准大气压、bar、kgf/cm2。几种常见单位之间的换算关系如下。

  1 Torr = 133.3 Pa

  1 Pa = 7.5x10-3 Torr

  1 Torr = 1 mmHg 柱

  1 Torr = 1/760 大气压

  三、真空区域的划分

  真空区域的划分方法很多,目前,我国将真空区域划分为:低真空、中真空、高真空和超高真空。各真空区域所对应的真空值分别为:

  低真空: 105 ~102 Pa(760~1 Torr)

  中真空: 102~10-1Pa(1 ~10-3 Torr)

  高真空: 10-1~10-5 Pa(10-3~10-7 Torr)

  超高真空: ≤10-5 Pa(≤10-7 Torr)

  在不同的真空区域内分子运动的物理现象是不同的。离子渗氮是在中低真空中进行的,其压力范围通常为7~ 1000 Pa。