Понятие вакуума.Вакуумная техника.Семинар студентов и аспирантов ИФМ РАНдокладчик: А.Е. Пестов

Понятие вакуума
═>
~
1. низкий вакуум: 760>Р>1 мм рт.ст. (105>P>102 Па)
2. средний : 1>Р>10-3 мм рт.ст. (102>P>10-1 Па)
3. высокий: 10-3>Р>10-7 мм рт.ст. (10-1>P>10-5 Па)
4. сверхвысокий: Р<10-7 мм рт.ст. (P<10-5 Па)
Учреждение Российской академии наук Институт физики микроструктур РАН
PV=νRT - уравнение Менделеева - Клайперона
═>
PV=nkT
1. V/T=const - Гей-Люссака
2. PV=const - Бойля-Мариотта
3. Рсум=Р1+Р2+…+Рn - Дальтона
Вакуум – газ под давлением ниже атмосферного
1873 г. – первая лампа накаливания
(первое применение вакуума)

Поршневой насос
Отто фон Герике 1650 г. – первые эксперименты по изучению вакуума
Учреждение Российской академии наук Институт физики микроструктур РАН
Объемная откачка

Роторный форвакуумный насос
Предельное давление пластинчато-роторных насосов достигает 10-3 Па.
1 – рабочий объем; 2 – ротор-эксцентрик; 3 – подвижная пластина; 4 – пружина; 5 – впускной объем; 6 – выпускной объем.
Недостаток: масляная откачка
Учреждение Российской академии наук Институт физики микроструктур РАН
Объемная откачка

Спиральный форвакуумный насос
Вход
Выход
Предельное давление - 10-2 Па.
Безмасляная откачка
Учреждение Российской академии наук Институт физики микроструктур РАН
Объемная откачка

Диффузионный насос
принцип действия
Предельное давление - 10-6 Па.
ВХОД НАСОСА
Учреждение Российской академии наук Институт физики микроструктур РАН
Пароструйная откачка; наибольшее рабочее давление 10-1 Па

Вход
Выход
Турбомолекулярный насос
Предельное давление - 10-6 Па.
Частота вращения 30-50 тыс.об./мин
Учреждение Российской академии наук Институт физики микроструктур РАН
Молекулярная откачка; наибольшее рабочее давление 10-1 Па

Геттеро-ионный насос
Вакуумный
магниторазрядный
насос
НМД-1
Предельное остаточное давление ~ 10-8 Па.
Учреждение Российской академии наук Институт физики микроструктур РАН
Сорбционная откачка; наибольшее рабочее давление 10-3 Па

Откачной пост
Криогенный насос
Азотная ловушка
Учреждение Российской академии наук Институт физики микроструктур РАН
Предельное давление - 10-11 Па.
Магнито-разрядный насос

Измерители давления (вакуумметры)
Жидкостный U-образный манометр
Диапазон измерений 103-105 Па
ΔP=ρgΔh
ρ – плотность жидкости;
g – ускорение свободного падения; Δh – изменение высоты
Деформационный
(мембранный) манометр
Диапазон измерений 101-105 Па
а) механический датчик
б) емкостной датчик
Учреждение Российской академии наук Институт физики микроструктур РАН

Измерители давления (вакуумметры)
Термопарный вакуумметр
Ионизационный
(электронный)
вакуумметр
Ионизационный
(магнитный)
вакуумметр
ПМТ-2
ПМИ-2
ПММ-32
Учреждение Российской академии наук Институт физики микроструктур РАН
Низкий вакуум (105-10-2 Па)
Высокий вакуум (1-10-11 Па)
Qэл= Qи+Qк+Qт

Вакуумные материалы
Давление насыщенных паров материалов
Газовыделение нержавеющей стали
Газопроницаемость вакуумных материалов (толщина стенки 1 мм, перепад давлений 1 Па, для азота (N2)) при различных температурах
Учреждение Российской академии наук Институт физики микроструктур РАН

Разъемные соединения
Резиновое уплотнение
Металлическое уплотнение
Учреждение Российской академии наук Институт физики микроструктур РАН
Скорость газовыделения, Па/с
резина 7889 – 5*10-5
резина ИРП-2043 – 3*10-5
нерж.сталь (обезгаженная) – 10-9

Учреждение Российской академии наук Институт физики микроструктур РАН
Спасибо за внимание!