真空技術(shù)精品課件

1、真空技術(shù)第一張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.1 概述真空：低于大氣壓力的氣體狀態(tài)。單位：Pa低真空：10-1-103Pa；高真空：10-6-10-1Pa；超高真空：低于10-6Pa。真空技術(shù)的應用，發(fā)展了一系列的冶金新工藝，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，同時，出現(xiàn)了大量真空冶金物理化學問題待冶金工作者去研究。在現(xiàn)代分析測試技術(shù)中也需要真空技術(shù)的配合。2第二張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月真空在冶金中的應用： 1） 過濾； 2） 保存易腐物質(zhì)； 3） 熔點、沸點下降，有利于干燥、提純、分離； 4） 傳熱速度下降，有利于隔熱； 5） 電絕緣性良好； 6） 分子碰撞機會少，可制作加速器；

2、7） 固體對氣體吸附少，有利于物料的表面分析。3第三張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.2 真空獲得抽真空：獲得真空的過程，也叫排氣。5.2.1 真空泵簡介 真空泵：獲得真空的設(shè)備。 前級泵：能使氣壓從一大氣壓開始變小的真空泵；出口壓力1atm 次級泵：只能從較低的氣壓抽到更低的氣壓的真空泵；出口壓力6.02102319第十九張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.3 真空的測量 測量真空的儀器叫真空計，也稱真空規(guī)。 1、直接測量壓力的麥克勞真空計，是一種絕對真空計，工作原理是氣體方程，可用來校正其它真空計。絕對真空計測量時操作復雜，不能連續(xù)讀數(shù)，測試工作緩慢。 2、利用與壓強

3、有關(guān)的物理量的變化來間接測量真空的相對真空計，這一類真空計能連續(xù)快速測量，但準確度較低。這類儀器能做到數(shù)量級準確就可以了。 常用的相對真空計有熱電阻真空計、熱偶真空計、熱陰極電離真空計等。20第二十張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月兩種測量方式的比較： 汞柱：105102Pa 液柱 油柱：1041 Pa直接測量 麥氏規(guī)：10510-3 彈性元件：105104Pa 電容：10-110-3 熱導式 電阻：10210-1間接測量 電偶：10-410-1 電離式 10-110-6 其它 10-6以上21第二十一張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.3.1 熱電阻真空計1）構(gòu)造：如圖所示

4、 22第二十二張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2）工作原理：當氣體壓強較高時，氣體導熱系數(shù)與壓強無關(guān)，當氣體壓強較低時，氣體導熱系數(shù)與壓強有關(guān)。熱電阻真空計通過測量與溫度有關(guān)的物理量(電阻)的變化來測量真空。 r1:具有高的溫度系數(shù)；r2:具有低的溫度系數(shù)； r3=r4，固定電阻。 隨抽真空的進行，壓強降到足夠低時，因氣體濃度降低，與熱絲碰撞的氣體分子減少，氣體分子帶走的熱量減少，但加熱電流不變，故熱絲的溫度隨真空度的上升而上升,電阻發(fā)生變化。 電阻真空度 關(guān)系曲線。 測量范圍：10210-1Pa，高、低真空不能測。 用補償管代替r2減少室溫的影響。23第二十三張，PPT共三十七頁，

5、創(chuàng)作于2022年6月24第二十四張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.3.2 熱偶真空計 熱偶真空計的原理與熱電阻真空計類似，只是熱偶真空計測量的是溫度的變化，如圖5-8。25第二十五張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 測量端實際上是一個熱電偶，測量熱絲溫度的變化。測量時維持熱絲加熱電流不變，當熱絲處在真空中時，隨真空度上升，熱絲溫度上升，熱電偶的輸出電勢增大，熱電勢的大小間接的反映了真空度的高低。熱偶與熱電阻兩種真空計的優(yōu)缺點： 優(yōu)點：能連續(xù)讀數(shù)，結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，可遠距離測量。系統(tǒng)突然漏氣時真空計不會損壞。 缺點：讀數(shù)與氣體種類有關(guān)，刻度曲線不能通用；有熱慣性；外界溫度對

6、測量結(jié)果有影響；熱絲表面情況對測量也有影響。26第二十六張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.3.3 熱陰極電離真空計 27第二十七張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月1） 工作原理：電子通過稀薄氣體時可使氣體電離，在一定溫度下，氣壓低于10-1Pa時，電離產(chǎn)生的正離子電流與電子電流的比值正比于氣體壓強： P I+/I- I+：正離子電流， I-：電子電流 如果定義壓強為102Pa，電子電流為1mA時的離子電流K為電離真空計的靈敏度，則可得： PI+/KI-=I+/C（I-保持恒定時）C稱為電離真空計的常數(shù)，取決于真空計的結(jié)構(gòu)、連接線路、電子電流的大小以及兩極的電位，也取決于殘余

7、氣體的種類。28第二十八張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2）電離真空計的刻度和測量范圍 電離真空計的刻度也是與絕對真空計相比較而得出的，除高壓段和低壓段外，在10-1 10-6Pa之間，其刻度曲線是一條很好的直線，因而熱陰極真空計的測量范圍在10-1 10-6Pa。不同氣體的刻度曲線是不一樣的。通常，熱陰極電離真空計的刻度曲線是對空氣作出的。如圖:29第二十九張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月3）優(yōu)缺點 優(yōu)點：可連續(xù)讀數(shù)、可遠距離測量、體積小、慣性??；可用于制作超高真空計； 缺點：易損壞、正離子吸附可影響測量、玻璃與電極間的放氣影響測量。30第三十張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于

8、2022年6月復合真空計31第三十一張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.4 真空系統(tǒng)5.4.1 真空材料 金屬管道 1）結(jié)構(gòu)材料 玻璃管道 橡膠管道 2）密封材料：真空封油、真空封蠟、真空封泥、真空漆、環(huán)氧樹脂。 當然，以上介紹的密封材料都是半永久性的。 永久性：焊接 靜密封： 半永久性：封蠟、膠密封 可拆性：法蘭、螺紋、磨口 動密封：活塞、密封圈32第三十二張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.4.2 常用附件真空活塞：有金屬的，也有玻璃的；連接與開關(guān)真空閥門：同活塞冷阱： 可使某些氣體在冷阱中被捕捉從而進一步提高真空度或?qū)δ承怏w進行分離。5.4.3 真空清潔 1）橡膠制

9、件的清潔：氫氧化鈉溶液； 2）玻璃零件的清潔：洗液； 5）金屬制品的清潔：有機溶劑去油。33第三十三張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.4.4 真空系統(tǒng)抽氣的幾個術(shù)語（1) 氣流量Q式中 V氣體體積，m3 p壓力，Pa t時間，s（2) 真空管路的流導C式中 Q氣流量， Pa.m3/s p2， p1管道兩端的壓力。（3)抽氣速率34第三十四張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.5 真空檢漏檢漏即尋找真空系統(tǒng)的漏點和漏氣的原因； 工具：常用火花探測器（真空槍）。 首先，作靜態(tài)實驗檢查系統(tǒng)是否漏氣；如后圖! 其次，如漏氣，借助檢漏工具檢查易漏氣的地方，通常是連接處和密封處及管道中的砂眼。 最后，找到漏氣點，排除故