真空技术PDF电子书下载

1.1　何为真空 1

1.2　真空度的表征及真空区域的划分 1

1　绪论 1

1.3　真空技术的历史回顾 2

1.4　不同真空状态下的真空工艺技术 3

1.5　真空技术的应用领域 4

1.5.2 真空在电真空器件中的应用 5

1.5.3 真空在冶金工业中的应用 5

1.5.1 真空在输运、吸引、起吊及真空造型等设备中的应用 5

1.5.4 真空在镀膜工业中的应用 7

1.5.5 真空在食品包装及冷冻干燥工业中的应用 8

1.5.6 真空在航天工业中的应用 9

1.5.7 真空在加速器及受控核聚变中的应用 10

1.5.8 真空在表面科学研究中的应用 10

2　稀薄气体分子运动理论 11

2.1　气体在平衡状态下的物理特性 11

2.1.1 理想气体定律 11

2.1.2 气体分子的速率分布 13

2.1.3 气体分子平均碰撞频率和平均自由程 14

2.1.4　气体分子与壁面的碰撞及漫反射 16

2.2　气体的迁移过程 17

2.2.1 气体中的迁移现象 17

2.2.2　低压下气体的迁移 20

2.3　蒸发和凝结 26

2.3.1 蒸气及蒸气压 26

2.3.2　蒸发率和凝结率 26

3.1　吸附现象及吸附机理 28

3.1.1 吸附现象 28

3　吸附与脱附 28

3.1.2 吸附机理 29

3.2　吸附和脱附过程的描述 31

3.2.1 吸附速率 31

3.2.2 脱附速率 32

3.2.3　吸附等温线 33

3.3　溶解和渗透 35

3.3.1 气体在固体中的溶解 35

3.3.2 气体在固体中的扩散和渗透 35

4.1.1 电子发射基础 36

4.1 电子发射 36

4　真空中的电现象 36

4.1.2 热电子发射 37

4.1.3　场致发射 38

4.1.4 光电子发射 38

4.1.5 二次电子发射 39

4.2　气体放电 42

4.2.1 气体放电中的粒子碰撞 42

4.2.2 气体放电实验与特性 44

4.2.3 汤生放电 45

4.2.4　破裂电压与帕邢定律 47

4.2.5 辉光放电 48

4.2.6 弧光放电 52

4.2.7　高频放电 53

4.2.8　潘宁放电 54

5　真空中的气体流动 55

5.1　气体流动状态及其判别 55

5.1.1 稀薄气体的流动状态 55

5.1.2　流动状态的判别 55

5.2.1 气体的流量 56

5.2　气体的流量和管道流导 56

5.2.2　管道的流导 57

5.2.3 管路元件串联、并联的流导计算 58

5.3　简单管道的流导计算 58

5.3.1 黏滞流时管道的流导计算 58

5.3.2　分子流时管道的流导计算 66

5.3.3　黏滞-分子流时管道的流导计算 80

6.1　真空泵的分类 82

6.1.1 气体传输泵 82

6　真空泵的分类和性能 82

6.1.2　气体捕集泵 83

6.2　真空泵性能的表示法 83

6.3　真空泵的用途及使用范围 85

6.3.1 真空泵的用途 85

6.3.2 各种真空泵的使用范围 85

6.4　真空泵的型号及规格表示法 86

7　容积式真空泵 89

7.1　液环真空泵 89

7.1.1 液环泵的工作原理及特点 89

7.1.2 液环泵的基本类型与结构 90

7.1.3 液环泵的使用与注意事项 91

7.2　往复式真空泵 93

7.2.1 概述 93

7.2.2　往复泵的结构和工作原理 93

7.2.3　往复泵的主要性能参数 94

7.2.4　往复泵设计中的几个问题 98

7.3　油封机械泵 101

7.3.1　旋片式油封真空泵 101

7.3.2 滑阀式油封机械泵 113

7.4.1 概述 117

7.4　罗茨真空泵 117

7.4.2 罗茨泵的工作原理及其结构特点 118

7.4.3 罗茨泵主要参数的确定 121

7.4.4　罗茨泵的转子型线 128

7.4.5 罗茨泵主要尺寸的确定 129

7.4.6 多级罗茨真空泵 130

7.5　干式真空泵 131

7.5.1　爪式真空泵 131

7.5.2　涡旋式真空泵 140

8.1.1 概述 143

8　动量传递式真空泵 143

8.1　分子真空泵 143

8.1.2 牵引分子泵的抽气原理与结构特点 144

8.1.3 多槽螺旋式牵引分子泵的设计原理 147

8.1.4 涡轮分子泵的抽气原理及结构特点 154

8.1.5　涡轮分子泵抽气性能的计算 157

8.2　喷射真空泵 164

8.2.1　概述 164

8.2.2 水喷射泵 164

8.2.3　水蒸气喷射泵 167

8.3　油扩散泵 177

8.3.1　工作原理 178

8.3.2　扩散泵的结构 178

8.3.3　扩散泵的性能 180

8.3.4 扩散泵返油及减少返油的措施 182

8.3.5　超高真空扩散泵 183

8.4　油扩散喷射真空泵 183

8.4.1 工作原理和结构特点 183

8.4.2　抽气特性 185

8.4.3 泵油及减少返油的措施 187

9　气体捕集式真空泵 189

9.1　低温泵 189

9.1.1　概述 189

9.1.2　低温抽气原理 189

9.1.3　低温冷凝抽气的基本方程 190

9.1.4　低温吸附抽气 191

9.1.5　低温捕集抽气过程 191

9.1.6　低温泵分类及基本结构 192

9.1.7　低温泵的极限压力 195

9.1.8　低温泵的抽速 198

9.1.9　低温泵的其他参数 200

9.2　溅射离子泵 203

9.2.1　概述 203

9.2.2　溅射离子泵基本结构和工作原理 203

9.2.3 离子泵抽气过程中的Ar不稳定性 205

9.2.4　泵的工作特性 207

9.2.5 溅射离子泵的使用维护 208

9.3　分子筛吸附泵 208

9.3.1 分子筛的结构 208

9.3.2　分子筛的抽气原理 209

9.3.3　分子筛吸附泵的结构形式 210

9.3.4　低温吸附泵的特性 211

9.4　钛升华泵 212

9.4.1　概述 212

9.4.2　泵的工作原理与抽气性能 212

9.4.3　钛升华器的结构 214

9.5　电离升华泵 215

9.5.1 电离升华泵的工作原理 215

9.6　锆铝合金吸气泵 216

9.5.2 电离器的结构 216

9.6.1 锆铝吸气泵的结构及其抽气原理 217

9.6.2　锆铝吸气泵的工作条件 219

9.6.3 锆铝吸气泵的主要结构尺寸 219

10　真空测量 221

10.1　概述 221

10.1.1 真空测量的研究对象 221

10.1.2 真空度量值的单位 221

10.1.3　真空计的分类及测量范围 222

10.1.4 真空测量的特点及真空计的选用原则 223

10.2.1 开式U形管真空计的测量原理 224

10.2　液位式真空计 224

10.2.2 闭式U形管真空计的测量原理 225

10.3　压缩式真空计 225

10.3.1 压缩式真空计的结构与原理 225

10.3.2　压缩式真空计的测量刻度方法及灵敏度 226

10.3.3　压缩式真空计的常用形式 228

10.4　弹性变形真空计 229

10.4.1 机械传动式弹性变形真空计 229

10.4.2 电容式薄膜真空计 230

10.5　热传导真空计 232

10.5.1 热传导真空计的工作原理、测量范围及特点 232

10.5.2 电阻真空计 233

10.5.3　热偶真空计 234

10.6　电离真空计 236

10.6.1 热阴极电离真空计 237

10.6.2　冷阴极电离真空计 245

10.7.1　分压力测量或残余气体分析的过程及主要性能 249

10.7　分压力真空计 249

10.6.3　放射性电离真空计 249

10.7.2 四极滤质器 251

10.7.3　射频质谱计 252

10.7.4 飞行时间质谱仪 253

10.7.5　识谱技术 253

10.8　真空计校准 255

10.8.1 绝对真空计校准法 255

10.8.3　动态流导法 256

10.8.2　静态膨胀法 256

10.8.4 副标准真空计校准 257

10.9　真空测量技术 257

10.9.1 气体种类对真空测量的影响 257

10.9.2 温度对真空测量的影响 258

10.9.3 规管安装位置和方法对真空测量的影响 258

10.9.4　规管吸放气作用对真空测量的影响 259

10.9.5 热表面与气体相互作用对真空测量的影响 260

10.9.6　管规和裸规的差异 260

11.1.1 真空检漏的目的及一些基本概念 262

11.1.2　漏孔的判断方法 262

11.1　概述 262

11　真空检漏 262

11.1.3　漏孔、漏率、最大允许漏率 263

11.1.4 漏孔的气流特性 265

11.2　检漏方法分类及对检漏方法的要求与选择 266

11.2.1　压力检漏法 266

11.2.2　真空检漏法 267

11.2.3　背压检漏法 267

11.3.1　静态升压法 268

11.3　各种检漏方法 268

11.2.4 对检漏方法的要求与选择 268

11.3.2　气泡检漏法 269

11.3.3　氨气检漏法 271

11.3.4　真空计检漏法 272

11.3.5 离子泵检漏法 273

11.3.6　氢-钯检漏法 274

11.3.7　荧光检漏法 275

11.3.8　放射性同位素检漏法 275

11.4　真空检漏仪器 276

11.4.1 高频火花检漏仪 276

11.3.9 慢性漏气的加速检测法 276

11.4.2 卤素检漏仪 278

11.4.3 气敏半导体检漏仪 280

11.5　氦质谱检漏仪 281

11.5.1 氦质谱检漏仪的工作原理 281

11.5.2 氦质谱检漏仪的整体结构 283

11.5.3 氦质谱检漏仪的灵敏度 287

11.5.4　氦质谱检漏仪的检漏方法 290

11.6　标准漏孔 294

11.7　真空检漏工作的注意事项 297

12.1　真空系统的形式 300

12　真空系统的组成 300

12.2　真空机组 301

12.2.1　低真空抽气机组 301

12.2.2 中真空抽气机组 302

12.2.3　高真空抽气机组 303

12.2.4　超高真空抽气机组 304

12.3　典型真空系统 304

12.3.1　粗真空系统 304

12.3.2　低真空系统 304

12.3.4　高真空系统 305

12.3.5　超高真空系统 305

12.3.3 中真空系统 305

12.4　真空系统的基本操作规则 307

13　真空系统元件及连接 308

13.1　真空阀门 308

13.1.1 真空阀的分类与型号 308

13.1.2 真空阀门的工作形式 309

13.1.3 阀门密封结构 315

13.2.1　捕集器（阱） 320

13.2　捕集器（阱）与除尘器 320

13.2.2　除尘器 326

13.3　真空继电器 332

13.3.1 无触点式真空继电器 332

13.3.2　触点式真空继电器 333

13.4　可拆卸密封连接 334

13.4.1 密封材料与密封结构 334

13.4.2 密封圈密封力的计算 341

13.4.3　真空法兰连接 344

13.5.1　运动导入概述 349

13.5.2　接触式动密封连接 349

13.5　运动导入与动密封连接 349

13.5.3 非接触式动密封连接 357

13.5.4　柔性连接密封 362

13.6　引入接口 364

13.6.1 电的引入 364

13.6.2　观察窗 370

14　真空系统中常用材料和真空卫生 372

14.1　真空材料的要求与分类 372

14.1.1 材料的真空性能要求 372

14.1.3　真空材料的分类 374

14.1.2 真空材料的其他性能要求 374

14.1.4　真空材料的选材原则 375

14.2　金属及其合金材料 376

14.2.1　铸件 376

14.2.2　碳钢及不锈钢 376

14.2.3　有色金属 377

14.2.4　贵重金属 379

14.2.5 软金属 380

14.2.6　难熔金属 380

14.2.7　汞（Hg） 381

14.3.1　玻璃 382

14.2.8　合金材料 382

14.3　非金属材料 382

14.3.2 陶瓷 384

14.3.3　塑料 386

14.3.4　炭（石墨）及炭纤维制品 387

14.3.5　橡胶材料 387

14.3.6　辅助密封材料 389

14.3.7 吸气剂与吸附剂 390

14.4.1 材料表面常见的污染形式 392

14.4　真空卫生 392

14.4.2　材料表面净化 393

14.4.3　表面净化处理的基本方法 393

14.4.4　放电清洗 395

14.4.5 气体（氮气）冲洗 396

14.4.6　非金属材料的清洗 396

14.4.7　清洗的基本程序 396

14.4.8 清洗程序及注意事项 397

14.4.9　清洁零件的存放 397

15.1.2　漏气流量的计算 399

15.1.1 真空室内的总气体负荷 399

15.1　气体负荷的计算 399

15　真空系统的设计计算 399

15.1.3　放气流量的计算 400

15.1.4 渗透气体流量的计算 400

15.1.5 工艺过程中真空室内产生的气体流量的计算 401

15.1.6 大气压下的气体量 402

15.2　抽气时间和压力的计算 402

15.2.1 真空系统的抽气方程与有效抽速 402

15.2.2 抽气时间的计算 404

15.2.3　真空室压力计算 408

15.3　真空泵的选择与匹配计算 411

15.3.1 主泵的选择与计算 411

15.3.2 前级真空泵（或预抽泵）的选择与计算 413

15.3.3　预抽泵的选配 415

15.3.4　维持泵和储气罐的设计计算 415

15.4　真空系统的结构设计 418

15.5　真空系统的安装调试与操作维护 419

15.5.1 常用真空系统的安装调试 419

15.5.2 常用真空系统的基本操作规则与日常维护 420

参考文献 422