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低温真空技术
低温真空技术,即利用低温获得真空的技术。在低温真空领域中,低
温技术与真空技术之间的关系以气体与固体或液体表面的相互作用
为基础。当处于较低的温度下时,除氦外,所有气体皆以固态形式凝
结,且具有较低的蒸气压;同时,为了获得和维持低温,真空又必不
可少。
低温泵作为兼顾到气体类型及压强范围的获取真空的手段, 是低
温技术与真空技术两者结合的代表。 低温泵在现代电子工业、 化学工
业、空间科学、原子能工业、冶金、光学、食品、医药卫生、农牧业
以及日用工业等部门都有广泛的应用。
本文主要从以下几个方面来阐述低温真空技术。
1、 低温真空技术的基础原理
2、 多孔固体的低温吸附
固体吸附剂 (例如分子筛和活性炭 )
与气体冷凝物相比 ,优点是吸附剂层可
以很厚 (公斤 / 米“ ),因而可以吸附更大
量的气体。其应用范围可从大气压直到
超高真空。
3、 混合冷凝作用和低温捕集
4、 低温泵的特性计算
在实际应用中,为了选择合理的低温泵结构,需要解决以下问
题:用冷凝泵与低温吸附级或其他泵组合来清除难凝或不可凝成分
( H2,Ne,He);低温面的热负荷,贮槽式低温泵以及蒸发式低温泵
的制冷剂需用量, 致冷机低温泵的制冷量; 低温泵几何结构对比抽速
的影响;最大冷凝层厚度和连续运转时间。
( 1)、极限压强
最佳情况下可得到的低温泵极限压强可用下式表示 :
P??= P?? T??
T??
1/2
其中 Ps 为饱和蒸汽压, Tk 为冷凝面的温度, Tw 为容器表面的温度。
( 2)、低温面的热负载
稳态情况下 ,低温表面的热负载由热辐射、固体热传导、冷凝、
低温吸附和气体热传导组成。它们的总和为有效致冷功率。
( 3)、致冷剂的耗量
( 4)、致冷机低温泵的致冷功率
( 5)致冷机低温泵整个工作范围内的抽速
( 6)、起动压强 Ps
起动压强取决于工作条件 ,在许多超高真空应用中 ,要求低的氦分
压 ,因而要求其小于  帕,工艺流程的真空过程中至少将起始压强选
择在 40Pa。
5、低温真空技术的应用
目前低温真空技术主要应用于以下领域。
(1)、空间研究
量 (10 ~10 米 / 秒 ),这可以选用  15K 大型致冷机低温泵  ,