2015-02-04

在真空技術裡,真空係針對大氣而言,表示一特定空間內的部分氣體被排出,其壓力小於一大氣壓,通常稱此空間為真空或真空狀態。在真空技術中,一密閉容器雖保持真空,但並非”真正的空”,也就是說真空並不表示裡面全無氣體分子,事實上以目前技術所及的超高真空的氣體分子存在。

 

真空技術中,將真空依照壓力分為四個區域如下: 

1. 粗略真空(Rough vacuum) 

2. 中度真空(Medium vacuum) 

3. 高真空(High vacuum)

4. 超高真空(Ultra-high vacuum)

此種壓力範圍的區分法,基本上是依據氣流型態之不同而作。在實用真空技術中,氣流主要區分為三種形式: 氣流種類 管路大小與分子平均自由徑大小關係 典型真空系統管路尺寸下約略壓力範圍

黏滯流(Viscous flow) 湍流(Turbulent flew) Re>2200層流(Laminar flow)Re過渡流(Transition flow) 1>λ/d>0.01 中度真空

分子流(Moleclar flow) λ/d>1 高真空或超高真空

d:氣體存在之管路直徑大小

λ:氣體分子之平均自由徑

Re:雷諾數

大氣與大氣壓力 

前面提到真空係針對大氣而言,地球上之人造真空設備,在幫浦抽氣前,真空器內充滿了大氣,使用過程中,又為大氣所環繞,因此了解大氣之基本物理與化學性質是真空技術所必須。在常溫時,地球表面之氣體以高速作隨意方向的運動,因此在一密閉容器內,氣體分子與氣體分子間及氣體分子與器壁間隨時有碰撞作用發生,其與器壁碰撞所造成的動量改變,使器壁承受一壓力,在大氣的情況下,壓力的大小為14.7psi或者760torr,就是我們通稱的一大氣壓(1 atm)。

常見的所謂標準大氣壓,其定義為:在0度時,大氣施於760毫米水銀柱的壓力。

 

真空幫浦

凡能將特定間內之氣體去除,以減低氣體分子數目,造成某種程度之真空狀態的機件,統稱為真空幫浦。

依照工作原理可分:

1.氣體壓縮或膨脹: 活塞幫浦、滑片幫浦、旋片幫浦、水環式幫浦、魯式幫浦。

2.黏滯牽曳: 蒸氣噴射幫浦

3.擴散牽曳:擴散幫浦

4.分子牽曳:渦輪分子幫浦

5.離子化效應:離子幫浦

6.物理或化學吸收作用:

吸附幫浦、鈦昇華幫浦、冷凝幫浦、結托幫浦 

真空技術的應用 

真空技術的應用範圍極為廣泛,種類繁多,其應用涵蓋各種工業領域,如機械、電子、食品、化學、冶金等等,從較低層次的真空包裝、文件或貨物的輸送、物品的乾燥、濃縮儲藏,到材料的精練、燒結、熔接、熱處理以及電子顯微鏡等分析儀器的使用,到至高科技之粒子加速器與半導體電子工業等,不可儘數。