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优选第二章薄膜制备技术修改
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真空的含义
在真空科学里所定义的真空是压强“低于一个标准大气压()的气体状态”。
真空是一种气体状态(并非一无所有)。所以有人把真空认为是什么物质也不存在的,即所谓的“绝对真空”那是错误的。
如在标准状态,即0℃,×1019个气体分子,而在超高真空极限10-11~10-12Pa压强下,每立方厘米中仍有33~330个气体分子,可见“真空”并不真空。
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真空容器中气体分子时刻对器壁进行弹性碰撞,即产生气体压强。气压的大小在标准状态下与气体分子密度有关,因此,用测量气体压强的方法来衡量容器达到真空的程度,称为真空度。
真空度是表征真空状态气体稀薄程度的物理量
真空度的计量采用与压强相同的方法和单位。
注意:低压强对应高真空度;高压强对应低真空度。
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在真空技术中,常用“真空度”这个****惯用语和“压强”这一物理量表示某一空间的真空程度。
所谓真空度,就是指低压空间中气态物质的稀薄程度。气体的压力越低,其稀薄程度越大,也就是真空度越高。因此,低压力与高真空或高压力与低真空,在含义上是完全相同的。这一点千万不要弄混。
测量真空度大小的量是压强,它的单位很多。“毫米***柱(mmHg)”是人类使用最早、最广泛的压强单位,它是通过直接度量长度来获得真空的大小的。指在0℃,1毫米水银柱作用在单位面积上的力。
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但是1958年,为了纪念意大利物理学家托里拆里(Torricelli),用“托(Torr)”代替了毫米***柱。1托就是指在标准状态下,1毫米***柱对单位面积上的压力,表示为1Torr=1mmHg。
1971年国际计量会议正式确定“帕斯卡”作为气体压强的国际单位,
1Pa=1N/m2×10-3Torr。1Torr=
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在实际工程技术或国内外文献中,几种非法定计量单位(Torr(托),mmHg(毫米***柱),bar(巴),atm(标准大气压),psi(磅力每平方英寸)等)仍有采用。
目前标准大气压定义为:在0℃,水银密度=,重力加速度g=,760mm水银柱所产生的压强为1标准大气压,则1atm=×105Pa
工程大气压(at):1at=1kgf/cm2=×104Pa
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表2-1几种压强单位的换算关系
单位
帕/Pa
托/Torr
毫巴/mba
标准大气压/atm
1Pa
1Torr
1mba
1atm
1
100
×105
×10-3
1
760
1×10-2
1
×103
×10-6
×10-3
×10-4
1
英制单位:用英寸(inch,吋)***柱和普西(,psi,磅/吋2)两种单位。
1英寸***柱(inchHg)=×103Pa
1普西(psi)=×103Pa
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目前,划分真空区域的方法较多,主要考虑的因素是真空在技术上的应用特点、真空获得设备和真空检测仪表的有效适应范围,以及真空的物理特性等几个方面。
在真空状态中,真空度越高,气体状态越稀薄,气体分子的物理特性就逐渐发生变化,因此把气体分子数的量变直到引起真空性质的质变的过程,作为划分真空区域的依据,是比较合适的。
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为了研究真空和实际使用方便,常常根据各压强范围内不同的物理特点,把真空划分为以下几个区域。
粗真空区域:1×105~1×102Pa(760~1Torr)
低真空区域:1×102~1×10-1Pa(1~10-3Torr)
高真空区域:1×10-1~1×10-5Pa(10-3~10-7Torr)
超高真空区域:<1×10-5Pa(<10-7Torr)
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