【康沃真空網】在真空科學中,真空的含義是指在給定的空間內低于一個大氣壓力的氣體狀態。人們通常把這種稀薄的氣體狀態稱為真空狀況。這種特定的真空狀態與人類賴以生存的大氣在狀態相比較,主要有如下幾個基本特點:
( 1 )真空狀態下的氣體壓力低于一個大氣壓,因此,處于地球表面上的各種真空容器中,必將受到大氣壓力的作用,其壓強差的大小由容器內外的壓差值而定。由于作用在地球表面上的一個大氣壓約為 10135N/m2,因此當容器內壓力很小時,則容器所承受的大氣壓力可達到一個大氣壓。不同壓強下單位面積上的作用力,如表 1 所示。
( 2 )真空狀態下由于氣體稀薄,單位體積內的氣體分子數,即氣體的分子密度小于大氣壓力的氣體分子密度。因此,分子之間、分子與其他質點(如電子、離子等)之間以及分子與各種表面(如器壁)之間相互碰撞次數相對減少,使氣體的分子自由程增大。表 2 給出了常溫下大氣分子平均自由程與大氣壓力的關系。
(3) 真空狀態下由于分子密度的減小,因此做為組成大氣組分的氧、氫等氣體含量 ( 也包括水分的含量 ) 也將相對減少。表 3 給出了標準大氣的成份。
表 1 標準大氣的成分
分壓強(托) | ||||
CO2(二氧化碳) | ||||
CO (一氧化碳) | ||||
真空容器密封材料的要求:
①有足夠低的飽和蒸氣壓。一般低真空時,其室溫下的飽和蒸氣壓力應小于1.3×10-1~1.3×10-2Pa。高真空時,應小于1.3×10-3~1.3×10-5Pa。
②化學及熱穩定性好。在密封部位,不因合理的溫升雨發生軟化,發生化學反應或揮發,甚至被大氣沖破。
③有一定的機械及物理性能。冷卻后硬化的固態密封材料、可塑密封材料或干燥后硬化的封蠟等,要能夠平滑地緊貼密封表面,無氣泡、無皺紋。當溫度變化時,不應變脆或裂開。液態或膠態密封材料應保持原有粘性。
④某些密封材料應能溶于某些溶劑中,以便更換時易于清洗掉。
對真空中應用的材料除上述要求外,在某些情況下還必須考慮其電學性能、絕緣性能、光學性能、磁性能和導熱性能等等。
當然,除了材料的以上性能外,還要考慮材料的成本、利用率及選購的可能性等。