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| 極限真空發(fā)展歷史介紹 |
| 發(fā)布時間：2014-07-31 瀏覽： 次 |
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東莞愛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)是四十余年來發(fā)展起來的新技術(shù)。 最早是在冷陰極真空規(guī)校準(zhǔn)時，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年建立了一個高914mm(3英尺)、直徑152mm(l/2莢尺)的空間模擬容器。 它裝有太陽模擬系統(tǒng)，用300W的氦致冷機，使用的是循環(huán)流動的氦，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(tǒng)，極高真空室的有效尺寸為直徑457mm(18英寸)、長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(tǒng)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(jù)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(jié)構(gòu)的極高真空設(shè)備。該設(shè)備由于利用了分子沉設(shè)計，可以在10 -10 pa的真空度下進行模擬試驗。 以上五臺極高真空系統(tǒng)，除第一臺是玻璃系統(tǒng)外，其余全是金屬系統(tǒng)，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驗室能夠達到的。即使具備這樣的條件，系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)費用也是很大的。 這也許是極高真空技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用受到限制的一個原因。為了解決這個矛盾，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)工作者分別通過上述兩種主要途徑進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(yīng)用角度來看，用極砥溫冷凝泵獲得極高真空的設(shè)備已達到或接近于實用的水平。哥達德飛行中心用極高真空環(huán)境模擬設(shè)備進行過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(tǒng)在10- 8 pa下進行了材料疲勞試驗。盡管這些設(shè)備放入試驗部件以后。 由于部件放氣，設(shè)備的真空度要變差幾個數(shù)量級，但還是能在較好的真空度環(huán)境下進行試驗。用冷凍鈦升華阱獲得極高真空的方法目前僅在實驗室進行，還未見實用方面的報導(dǎo)。 法國報導(dǎo)了一臺用蒸鈦的方法能達到10-11Pa的鍍膜設(shè)備，但在鍍膜時，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，可以說各有千秋。 極低溫(4.2K或20K)冷凝泵的方法穩(wěn)妥可靠，抽氣能力大，達到了實用階段，但設(shè)備復(fù)雜，運轉(zhuǎn)費用高。冷凍鈦升華阱的方法，經(jīng)濟簡便，但抽氣能力受到限制，要實際應(yīng)用這種方法，尚需進一步研究。 在條件許可的情況下，繼續(xù)發(fā)展極低溫的方法，改進和提高蒸鈦的方法，使之達到實用階段是極高真空獲得技術(shù)研究的兩個方向。改進和提高的方面很多，如用深冷吸附的方法，即把吸附劑和低溫技術(shù)結(jié)合起來，提高抽氣面的粘著概率，造成一個接近分子沉的環(huán)境是一個重要的技術(shù)途徑。 從極高真空技術(shù)的發(fā)展歷史來看，除最早用玻螭校準(zhǔn)系統(tǒng)外，以后的幾臺極高真空系統(tǒng)都是為了空間的環(huán)境模擬試驗而建立起來的。因此可以說，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(wèi)星發(fā)射成功以來，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/0113或更小)，就出現(xiàn)了一些和近地球軌道不同的物理現(xiàn)象，如冷焊等。 為了避免這些新的物理現(xiàn)象而導(dǎo)致星船技術(shù)上的失敗，人們必須在地面進行充分的深遠空間的環(huán)境模擬試驗，以便發(fā)現(xiàn)問題進而解決這些問題，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)境就是一個重要的環(huán)境因素。 相關(guān)閱讀 |
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