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第七单元真空技术7-0真空技术基础知识
“真空”是指气体分了密度低于一个大气压的分子密度稀薄气体漏气及容器内壁放气可忽略的情况下，真
空泵能抽得的最高真空称为极限真空。（2）抽气速率，在给定压强下，单位时间内从泵的进气曰抽入泉内的气体体积，称为泉在该压强下的抽气速率，单位为升/秒。
1. 机械真空泉
它的工作原理是建立在理
排气阀
旋片
定子
弹簧转子
机械真空泵按改变空腔容积方式分，有活塞往夏式、定片式和旋片式等想气体的波意尔■马略特定律基础之上，即PV=RT（P为压强，V为容器体积，T为绝对温度，R为常数），在等温过程中，一个容器内的体积和压强的乘积等于常数。这样，只要使容器的体积在等温条件下不断扩大，就可不断
降低容器的压强。
图7-0-1是常用的旋片式机械真空泵的结构图，其工作过程如图7-0-1所
示。
当转了逆时针转动时，开始处于图7-0-2（a）的位置，由进气曰进入转了与定了之间部分空腔山的体积不断扩大，而出气口与转子、定子间的部分空腔I体积不断缩小，如图7-0-2（b）;空腔I内的
图7-0-2机械真空泵的抽勺过程体积继续被压缩，当压强大到足以推开排气阀时，气体被排出泵外；空腔II继续传送被隔离气体，空腔III继
续抽气。转了转到图7-0-2（c）时，空腔I排气即将结束，空腔II即将与排气曰相通，开始压缩排气过程；空腔III继续抽气。转子到图7-0-2（d）的位置时，又开始重复上述过程。
机械泵具有结构简单，工作可靠的优点，机械泵可以从大气压开始进行工作，不仅可单独使用，常用来获得高真空系统的前级泉，以获得更高的真空度。机械泵一般所能达到的极限真空约为10'
获得高真空系统的前级泉，以获得更高的真空度。机械泵一般所能达到的极限真空约为10'Pa，但在一般实验室情况下只能达到10°10-'
汕扩散泉是常用的获得高真空的设备，扩散泵不能直接在大气压下工作，需要在机械泉产生的低真空条件下工作，图7-0-3为常用的油扩散泉的工作原理图。泵的上部为进气曰，泵的底部为蒸发器，用来贮存硅
树脂类扩散泉油（简称硅油）或其它专用的扩散泉汕。当加热炉加热槽中的硅汕进气口蒸汽流沿管筒上升，从令形喷嘴（三个或四个）的下高速喷出，带动气体分子，使它冷却上而下作定I"流动，气体被迫向排气II方向
运动，而被排气曰的机械泉抽走，扩散泵的名称也由此而来。油蒸汽碰到有冷却水管冷却的泉壁上冷凝，油分子被冷凝为液态，沿着泉壁流I口I蒸发器继续循环使用，这样周而复始，从而达到连续抽气。排气口
为了提高扩散泵的极限真空，扩散泵内通常有3至4个串联的喷嘴，如图7-0-3所示的是由铝合金系喷油嘴一O
真空汕
LL
冷却水
Lp/vwvH加热炉
图7-0-3三级油扩散泉料制成的3个喷嘴的3级扩散泉的结构示意图。一般汕扩散泉的极限真空为10"?10-5pa。
油扩散泉的一个缺点是泵内的油蒸汽的IE流容易造成真空系统的污染。由于这个原因，在材料表面分析
仪器和其他超高真空系统中一般不采用汕扩散泵。
(4)汕扩散泉停止使用时，需待工作汕液冷却后才能关