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      极限真空发展历史介绍
      发布时间:2014-07-31 浏览:2594 次

        东莞爱加真空为大家分享极限真空技术发展历史,极高真空技术是四十余年来发展起来的新技术。

        最早是在冷阴极真空规校准时,把真空室完全浸泡在液态氦中,达到10 -12Pa的真空度。随后在1963年建立了一个高914mm(3英尺)、直径152mm(l/2荚尺)的空间模拟容器。

        它装有太阳模拟系统,用300W的氦致冷机,使用的是循环流动的氦,把模拟空间冷到20K,达到5x10-11Pa的真空度。

        以后,美国国家研究公司建立了一台10 -12Pa的极高真空系统,极高真空室的有效尺寸为直径457mm(18英寸)、长609mm(24英寸),用液氦冷到4.2K,中间夹层壁用液氮冷却。此种系统已有商品出售。

        1965年哥达德空间飞行中心利用在液氦板上粘分子筛的深冷吸附泵建造了一台空间模拟室,有效尺寸为直径508mm(20英寸)、高508mm(20英寸),据估计能达到10 -12Pa的真空度。

        1966年哥伦比亚大学建立了一台直径254mm(10英寸)的有分子沉结构的极高真空设备。该设备由于利用了分子沉设计,可以在10 -10 pa的真空度下进行模拟试验。

        以上五台极高真空系统,除第一台是玻璃系统外,其余全是金属系统,且都使用了4.2K或20K的低温条件。这种低温条件不是一般实验室能够达到的。即使具备这样的条件,系统的运转费用也是很大的。

        这也许是极高真空技术发展和应用受到限制的一个原因。为了解决这个矛盾,人们一直寻求新的更易行的获得极高真空的方法。1968年国外用液氮冷冻钛升华阱获得了低于10-1IPa的压力。

        从而把获得极高真空所使用的温度从4.2K或20K提高到了77.4K,这就为极高真空技术的推广提供了有利条件。

        1970年后,苏联的科学工作者分别通过上述两种主要途径进行了极高真空的获得技术研究,并达到了10 -10 pa~10-11Pa的水平。1985年我国航天兰州物理所用液氮冷冻钛升华阱与分子沉技术在中400mm×500mm的真空室中获得了4×10-1IPa的极高真空。

        从应用角度来看,用极砥温冷凝泵获得极高真空的设备已达到或接近于实用的水平。哥达德飞行中心用极高真空环境模拟设备进行过一些星船零部件的模拟试验。用美国国家研究公司的极高真空系统在10- 8 pa下进行了材料疲劳试验。尽管这些设备放入试验部件以后。

        由于部件放气,设备的真空度要变差几个数量级,但还是能在较好的真空度环境下进行试验。用冷冻钛升华阱获得极高真空的方法目前仅在实验室进行,还未见实用方面的报导。

        法国报导了一台用蒸钛的方法能达到10-11Pa的镀膜设备,但在镀膜时,也只能工作在高真空状态下。比较上述两种获得极高真空的方法,可以说各有千秋。

        极低温(4.2K或20K)冷凝泵的方法稳妥可靠,抽气能力大,达到了实用阶段,但设备复杂,运转费用高。冷冻钛升华阱的方法,经济简便,但抽气能力受到限制,要实际应用这种方法,尚需进一步研究。

        在条件许可的情况下,继续发展极低温的方法,改进和提高蒸钛的方法,使之达到实用阶段是极高真空获得技术研究的两个方向。改进和提高的方面很多,如用深冷吸附的方法,即把吸附剂和低温技术结合起来,提高抽气面的粘着概率,造成一个接近分子沉的环境是一个重要的技术途径。

        从极高真空技术的发展历史来看,除最早用玻螭校准系统外,以后的几台极高真空系统都是为了空间的环境模拟试验而建立起来的。因此可以说,极高真空获得也是空间技术发展的需要。

        自从人造地球卫星发射成功以来,空间技术有了很大发展,人们从近地球轨道(几百公里高度,真空度为10-4pa—l0- 5pa)到远地球轨道(例如地球同步轨道,大约距地球36000km高度,真空度为10 -10 Pa—10-11Pa),甚至飞离地球到月球、金星、火星等。

        在远地球轨道,空间的残存气体分子非常稀薄(1012个/0113或更小),就出现了一些和近地球轨道不同的物理现象,如冷焊等。

        为了避免这些新的物理现象而导致星船技术上的失败,人们必须在地面进行充分的深远空间的环境模拟试验,以便发现问题进而解决这些问题,保证星船安全可靠的工作。需要模拟的环境因素很多,而极高真空环境就是一个重要的环境因素。

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