1.013 ×103
标准大气压
9.87× 10-6 1.316 ×10-3 9.87× 10-4 11
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压力范围和真空泵
真空度可分为：
气流种类
真空状态
真空压力
特性分析
应用范围
黏滯流(Viscous flow)
初真空： 10 Pa~105 Pa
過渡流
中真空： 10-2
(Transition flow) Pa~10 Pa
真空状态下气体稀薄程度称为真空度，通常用压力值表示。
2
真空技术的发展历史
最早的真空获得和应用，可追溯到公元前六世纪，我国炼 铁技术就相当进步，为了熔化铁，在炼铁炉上配有鼓风设 备。最初使用的叫“鞲[gōu] ”的皮囊鼓风、“风箱” 鼓风。
还有更为典型的例子是中医的拔火罐。两千年前，它已在 我国民间用作治病的工具。它很好地利用了空气热胀冷缩 、蒸汽冷凝等物理现象来形成罐内真空。
10 Pa~105 Pa 10-2 Pa~10 Pa
气体分子间因黏 滯力作用，气体 工业应用（包装） 运动有方向性， 此方向与抽气方
向相同
真空度在106Torr以内时，水
汽占70%-90%
CVD沉积技术
分子流 (Molecular flow)
高真空： 超高真空：
极高真空：
10-2 Pa~10-6 Pa
真空技术基础
真空 （VACUUM）
“真空”这一术语译自拉丁文Vacuo，其意义是虚无。 真空应理解为气体较稀薄的空间。在指定的空间内，低于 一个大气压力的气体状态统称为真空。 自然真空：宇宙空间所自然存在的 人为真空：人类利用真空泵抽取所获得的 绝对真空：完全没有气体的空间状态 相对真空：气体稀薄，分子数较少的状态
超高真空可以提供一个“原子清洁”的固体表面，可有
足够的时间对表面进行实验研究。这是一项重大的技术
突破，它导致了近二十年来新兴表面科学研究的蓬勃发
展。无论在表面结构、表面组分及表面能态等基本研方
面，还是在催化，腐蚀等应用研究都取得了发展。
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固体对气体的吸附及气体的脱附
气体吸附就是固体表面捕获气体分子的现象，吸附分为 物理吸附和化学吸附。
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1654年德国人葛利克发明了活塞真空泵。他为了证明大气 压的巨大力量，曾做过一次公开实验,他用两个直径119厘 米的半球合起来，用真空泵将球内空气抽除，因而求得的 表面上所受大气压是很大的横向分力，每个半球用8匹马， 才能向相反方向拉开。因为该实验在德国马德堡做的，故 被称为马德堡半球实验而闻名于世。
溅lt; 10-10Pa
气体分子跟管壁 间碰撞教分子间 碰撞多。气体分 子间随意运动方
向。
原子表面和界面 分析
10-9 Pa 月球大气 压强 ，10-15Pa 星际空间压强
超高真空
超高真空为得到超纯的或精确掺杂的镀膜或分子束外延 生长晶体创造了必要的条件，这促进了半导体器件、大 规模集成电路和超导材料等的发展，也为在实验室中制 备各种纯净样品（如电子轰击镀膜、等离子镀膜、真空 剖裂等）提供了良好的基本技术。
需要真空系统的微加工设备：电子束光刻设备，热CVD ，镀膜设备，热处理设备等等
真空量度单位
1标准大气压=760mmHg=760Torr 1标准大气压=1.013x105 Pa 1Torr=133.3Pa 1mbar=100Pa
Vacuum 760 mm Hg ATM
真空度和压强
压强越低，真空度越高；压强越高，真空度越低。
物理吸附没有选择性，任何气体在固体表面均可发生， 主要靠分子间的相互吸引力引起的。物理吸附的气体 容易发生脱附，而且这种吸附只在低温下有效；
化学吸附则发生在较高的温度下，与化学反应相似， 气体不易脱附，但只有当气体和固体表面原子接触生 成化合物时才能产生吸附作用。
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固体对气体的吸附及气体的脱附
气体的脱附是气体吸附的逆过程。通常把吸附在固体表面 的气体分子从固体表面被释放出来的过程叫做气体的脱附。 一般地，影响气体在固体表面吸附和脱附的主要因素是 气体的压强、固体的温度、固体表面吸附的气体密度以 及固体本身的性质，如表面光洁程度、清洁度等。当固 体表面温度较高时，气体分子容易发生脱附，对真空室 的适当烘烤有利于真空的获得就是利用这个道理。
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1905年德国盖得发明了机械泵，1906年皮拉尼发明热 阻真空计；之后，盖得又于1913年和1915年先后发明 了分子泵、扩散泵；1916年贝克利发明了热阴极电离 计。
盖德 发明的机械泵
盖德发明的分子泵
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真空技术迅速从低真空发展到高真空，高真空技术的 发展势头一直延续到第二次世界大战。尤其是希克曼 1936年发明了油扩散泵，潘宁1937年发明了冷阴极电 离计，使得高真空技术在获得和测量两方面基本上已 完善。直到今天，这些发明还运用在多数真空系统上 。
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固体对气体的吸附及气体的脱附
真空（压强）单位
国际单位：帕斯卡（Pascal） Pa 常用单位：托（Torr） 毫米汞柱（mmHg）
巴（bar） 标准大气压（atm）
单位
1Pa 1Torr 1mba 1atm
帕/Pa
1 133.3 100 1.013 × 105
托/Torr 7.5×10-3
1 0.75 760
毫巴/mbar 1× 10-2 1.333 1
现代的有扩散泵
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今天的真空技术，已能获得和测量从大气压（105pa ）到10-13pa，压力范围达18个数量级，并随着某些新 应用的开拓而要求一步步地接近“理想真空”。
今天的真空技术： 105pa～ 10-13pa
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真空技术的应用领域
电子技术、航空航天技术、加速器、表面物理、微电子 、材料科学、医学、化工、冶金、日常生活等各个领域 。 （电子管、电视管、加速器、电子显微镜、镀膜、杜瓦绝 热）
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历史上有确切记载获得“真空”的却是欧洲人。1643年 ，意大利人托利拆里(Torricelli,Evangelista,16081647)做了大气压实验。他用一根一端封闭的细长玻璃管 和一个盛水银的小槽，先将水银从玻璃管开口端灌入， 直到灌满全管。然后压住开口，将玻璃管倒立在水银槽 内，再打开压住的开口。此时玻璃管中的水银高度逐渐 下降，直到距离小槽液面以上760毫米时，就不再下降了 。