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| 極限真空發(fā)展歷史介紹 |
| 發(fā)布時(shí)間：2014-07-31 瀏覽：4416 次 |
東莞愛(ài)加真空為大家分享極限真空技術(shù)發(fā)展歷史，極高真空技術(shù)是四十余年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)。 最早是在冷陰極真空規校準時(shí)，把真空室完全浸泡在液態(tài)氦中，達到10 -12Pa的真空度。隨后在1963年建立了一個(gè)高914mm(3英尺)、直徑152mm(l/2莢尺)的空間模擬容器。 它裝有太陽(yáng)模擬系統，用300W的氦致冷機，使用的是循環(huán)流動(dòng)的氦，把模擬空間冷到20K，達到5x10-11Pa的真空度。 以后，美國國家研究公司建立了一臺10 -12Pa的極高真空系統，極高真空室的有效尺寸為直徑457mm(18英寸)、長(cháng)609mm(24英寸)，用液氦冷到4.2K，中間夾層壁用液氮冷卻。此種系統已有商品出售。 1965年哥達德空間飛行中心利用在液氦板上粘分子篩的深冷吸附泵建造了一臺空間模擬室，有效尺寸為直徑508mm(20英寸)、高508mm(20英寸)，據估計能達到10 -12Pa的真空度。 1966年哥倫比亞大學(xué)建立了一臺直徑254mm(10英寸)的有分子沉結構的極高真空設備。該設備由于利用了分子沉設計，可以在10 -10 pa的真空度下進(jìn)行模擬試驗。 以上五臺極高真空系統，除第一臺是玻璃系統外，其余全是金屬系統，且都使用了4.2K或20K的低溫條件。這種低溫條件不是一般實(shí)驗室能夠達到的。即使具備這樣的條件，系統的運轉費用也是很大的。 這也許是極高真空技術(shù)發(fā)展和應用受到限制的一個(gè)原因。為了解決這個(gè)矛盾，人們一直尋求新的更易行的獲得極高真空的方法。1968年國外用液氮冷凍鈦升華阱獲得了低于10-1IPa的壓力。 從而把獲得極高真空所使用的溫度從4.2K或20K提高到了77.4K，這就為極高真空技術(shù)的推廣提供了有利條件。 1970年后，蘇聯(lián)的科學(xué)工作者分別通過(guò)上述兩種主要途徑進(jìn)行了極高真空的獲得技術(shù)研究，并達到了10 -10 pa～10-11Pa的水平。1985年我國航天蘭州物理所用液氮冷凍鈦升華阱與分子沉技術(shù)在中400mm×500mm的真空室中獲得了4×10-1IPa的極高真空。 從應用角度來(lái)看，用極砥溫冷凝泵獲得極高真空的設備已達到或接近于實(shí)用的水平。哥達德飛行中心用極高真空環(huán)境模擬設備進(jìn)行過(guò)一些星船零部件的模擬試驗。用美國國家研究公司的極高真空系統在10- 8 pa下進(jìn)行了材料疲勞試驗。盡管這些設備放入試驗部件以后。 由于部件放氣，設備的真空度要變差幾個(gè)數量級，但還是能在較好的真空度環(huán)境下進(jìn)行試驗。用冷凍鈦升華阱獲得極高真空的方法目前僅在實(shí)驗室進(jìn)行，還未見(jiàn)實(shí)用方面的報導。 法國報導了一臺用蒸鈦的方法能達到10-11Pa的鍍膜設備，但在鍍膜時(shí)，也只能工作在高真空狀態(tài)下。比較上述兩種獲得極高真空的方法，可以說(shuō)各有千秋。 極低溫(4.2K或20K)冷凝泵的方法穩妥可靠，抽氣能力大，達到了實(shí)用階段，但設備復雜，運轉費用高。冷凍鈦升華阱的方法，經(jīng)濟簡(jiǎn)便，但抽氣能力受到限制，要實(shí)際應用這種方法，尚需進(jìn)一步研究。 在條件許可的情況下，繼續發(fā)展極低溫的方法，改進(jìn)和提高蒸鈦的方法，使之達到實(shí)用階段是極高真空獲得技術(shù)研究的兩個(gè)方向。改進(jìn)和提高的方面很多，如用深冷吸附的方法，即把吸附劑和低溫技術(shù)結合起來(lái)，提高抽氣面的粘著(zhù)概率，造成一個(gè)接近分子沉的環(huán)境是一個(gè)重要的技術(shù)途徑。 從極高真空技術(shù)的發(fā)展歷史來(lái)看，除最早用玻螭校準系統外，以后的幾臺極高真空系統都是為了空間的環(huán)境模擬試驗而建立起來(lái)的。因此可以說(shuō)，極高真空獲得也是空間技術(shù)發(fā)展的需要。 自從人造地球衛星發(fā)射成功以來(lái)，空間技術(shù)有了很大發(fā)展，人們從近地球軌道(幾百公里高度，真空度為10-4pa—l0- 5pa)到遠地球軌道(例如地球同步軌道，大約距地球36000km高度，真空度為10 -10 Pa—10-11Pa)，甚至飛離地球到月球、金星、火星等。 在遠地球軌道，空間的殘存氣體分子非常稀薄(1012個(gè)/0113或更小)，就出現了一些和近地球軌道不同的物理現象，如冷焊等。 為了避免這些新的物理現象而導致星船技術(shù)上的失敗，人們必須在地面進(jìn)行充分的深遠空間的環(huán)境模擬試驗，以便發(fā)現問(wèn)題進(jìn)而解決這些問(wèn)題，保證星船安全可靠的工作。需要模擬的環(huán)境因素很多，而極高真空環(huán)境就是一個(gè)重要的環(huán)境因素。 相關(guān)閱讀 |
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