真空裝置

真空裝置所用的材料，基本上可分為結(jié)構(gòu)材料和密封材料，前者是指構(gòu)成真空裝置各部分的材料，后者是用來作為真空裝置零部件連接處和可能漏氣處的密封材料。

1、結(jié)構(gòu)材料

結(jié)構(gòu)材料的基本要求是：必須有足夠低的飽和蒸汽壓，能保證很容易除去所吸收的氣體，并且要求材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密，無裂縫無氣孔。此外，還應考慮導電性能和絕緣性能，抗腐蝕性能，耐高溫性能， 以及加工是否容易，是否經(jīng)濟等等因素。在真空裝置中常用的結(jié)構(gòu)材料包括金屬和非金屬兩大類。

常用的金屬材料有；各種標號的鋼、黃銅、錫、鋁、鎳、鉻·，鎢、鉬、銀等等。它們出面向真空的表面，應經(jīng)過良好的表面光潔加工(因它影響零件表面的清潔處理，零件表面沾污及銹蝕等，其臟物之蒸汽壓很大，會影響系統(tǒng)之真空度降低)，并且，最好進行表面處理，如鍍鉻、鍍鎳等。

對于具有微孔結(jié)構(gòu)的材料(如生鐵、青銅、鑄鋁等)，以及材料上有裂縫和氣孔等缺陷，都不能用于真空裝置中。

對于用于高溫條件下工作的真空構(gòu)件，還應該注意其飽和蒸汽壓，最好是選用飽和蒸汽壓低的材料，這對獲得高真空和超高真空來說是很重要的。常用金屬材料的飽和蒸汽壓如圖1。

常用非金屬材料有各種標號的玻璃和有機玻璃，石英、陶瓷及有機塑料等。它們在常溫下都是很好的絕緣體。玻璃及石英還是很好的透明材料，去氣檢漏清洗都很容易，在金屬真空系統(tǒng)中也經(jīng)常使用。

2、密封材料

真空密封材料，根據(jù)使用情況不同，分為連接密封材料(主要密封材料)和填漏密封材料(輔助密封材料)。前者如真空橡皮、軟金屬(銅，銀、金、鉛、鋁)墊的密封，它們是在連接中，在一定壓力下變形，緊密貼合兩連接面而造成密封的。后者如真空油膏、真空封蠟等，它們有較好的流動性和可塑性，一般用于消除小的漏泄和在接頭處造成真空向封涂層，隔絕大氣。

選擇這類材料最主要的考慮是其飽和蒸汽壓和溫度穩(wěn)定性等因素。在真空密封中應用最多的主要密封材料是真空橡皮，其特點是彈性好，含硫少，密封可靠，可以拆卸。真空橡皮分管和板兩種結(jié)構(gòu)形式，前者作成厚壁連接管(真空橡皮管)主要用來連接真空系統(tǒng)，后者主要用作真空系統(tǒng)中連接部分的密封襯墊和隔膜。

使用的真空裝置主要有機械泵和噴射泵兩大類。機械泵主要類型：往復式真空泵(干式真空泵與濕式真空泵)和水環(huán)式真空泵。噴射泵主要由水力噴射泵和蒸汽噴射泵。

1、蒸汽噴射泵

蒸汽噴射泵主要由噴嘴、混合室、擴散窒等組成。它常與混合室冷凝器相連，冷卻水通入冷凝器內(nèi)，噴灑成柱狀冷水幕以冷凝水蒸汽。它的動力源是高壓蒸汽。其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

蒸汽噴射泵的真空度高。抽氣量大，安裝維修筒便，價格便宜，體積小。但要求蒸汽壓力較高且蒸汽流量穩(wěn)定，為達到所需的真空度，需較長對間。

2、干式真空泵

如圖3所示，它主要由曲柄、連桿、活塞及氣缸等郝分組成。在電動機驅(qū)動下，通過曲軸連桿的作用，使氣缸內(nèi)的活塞作往復運動，活塞的一端由真空系統(tǒng)吸入氣體，并由另一端將吸入氣缸內(nèi)的氣體，通過氣閥由排氣管排入大氣中。在進、排氣循環(huán)過程中，活塞起著推動氣體作用，進、排氣閥片起逆止作用。

當活塞不斷作往復運動時，真空系統(tǒng)中的氣體就不斷被抽出，從而達到所霈要的真空度。干式真空泵用于冷凝器中抽出不凝結(jié)氣體，抽空效果較濕式好，使用較廣泛。

因為真空技術(shù)涉及很廣的壓力范圍，沒有一種單獨的抽氣設備可以把真空系統(tǒng)從大氣壓抽吸到高真空或超高真空的區(qū)域。雖然所有抽氣設備的作用都是使氣相中存在的氣體分子數(shù)目降低，但各種設備均有其不同的獲得真空的原理和方法。真空的獲得方法主要有如下幾種：

(1)利用真空泵的排氣獲得所需的真空：其特點是將被抽吸容器中的氣體排出于泵外。有各種各樣的真空泵，且各種泵均有其有效的工作范圍。這是獲得真空的最主要方法，也是最基本的抽氣設備。 ·

(2)利用吸氣劑獲得所需的真空：它是利用某些物質(zhì)如磷，鋇、鋯、鈦等物質(zhì)在一定條件下具有強烈吸收氣體形成混合物或?qū)怏w吸附于表面的性質(zhì)，從而達到和維持所需之真空。例如出現(xiàn)的各種鈦泵，主要就是利用這些物質(zhì)濺散后的吸氣本領(lǐng)來進行抽氣的。

(3)利用冷凝吸附作用獲得真空：冷凝法是利用冰。干冰，液氮、液態(tài)空氣。液氦等冷凝劑以降低器壁溫度，使與器壁碰撞的氣體分子不斷冷凝在器壁上，直至氣體壓力達到相當于壁溫下的飽和蒸汽壓時為止．冷凝法是常見的一種方法。冷凝吸附法是近代出現(xiàn)較冷凝法更為有效的方法，吸附泵就是其中之一。此泵就是利用吸氣劑(如活性炭或分子篩)在低溫下有極強的物理吸附性而設計的。