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绪论 1

0.1 真空的特点及真空技术的基本内容 1

0.2 真空度的单位及真空区域的划分 1

0.3 真空技术的发展历史及其在科学研究和生产中的作用 2

第1章 气体分子在空间的行为 4

1.1 气体分子的基本特性 4

1.1.1 气体基本定律 4

1.1.2 气体分子运动论 6

1.1.3 气体的压强 10

1.1.4 气体分子的速率分布 12

1.1.5 平均自由程 14

1.1.6 自由程长度分布律 17

1.1.7 气体分子的有效直径和碰撞截面 18

1.1.8 电子碰撞分子引起的电离 20

1.2 碰撞频度与余弦定律 22

1.2.1 碰撞频度 22

1.2.2 余弦定律 23

1.3 气体中的输运现象 24

1.3.1 常压气体中的输运现象 24

1.3.2 低压气体中的输运现象 32

1.4 热流逸现象 37

1.4.1 稳定非平衡状态下的气体参数 37

1.4.2 热流逸现象 38

1.5 气体在管道中的流动 39

1.5.1 气流状态 流量 39

1.5.2 气体在管道中的黏滞性流动 40

1.5.3 气体在管道中的分子性流动 42

1.5.4 气体通过孔眼的流动 43

1.6 流导 传输几率 44

1.6.1 流导 44

1.6.2 长圆管的流导 45

1.6.3 孔眼的流导 46

1.6.4 短圆管的流导 46

1.6.5 传输几率 49

习题 50

第2章 固体一气体界面现象 53

2.1 气体分子在固体表面的吸附 53

2.1.1 固体表面对气体分子的作用力 53

2.1.2 物理吸附 54

2.1.3 化学吸附 57

2.2 吸附过程动力学 60

2.2.1 吸附几率和吸附速率 60

2.2.2 吸附时间 63

2.3 表面脱附 64

2.3.1 热脱附 64

2.3.2 电子诱导脱附 67

2.3.3 其他类型的脱附 67

2.4 平衡吸附量 68

2.4.1 平衡吸附方程 68

2.4.2 物理吸附等温线 68

2.4.3 化学吸附等温线 68

2.4.4 混合气体的吸附 70

2.5 吸附分子在固体表面的迁移 71

2.6 气体在固体中的溶解、扩散和渗透 73

2.6.1 溶解 73

2.6.2 扩散和渗透 76

2.7 材料的放气率 78

2.8 材料的蒸气压、蒸发率及化合物的分解压强 80

2.8.1 材料的蒸气压 80

2.8.2 蒸发率 81

2.8.3 化合物的分解压强 83

习题 84

第3章 真空获得 86

3.1 概述 86

3.1.1 真空泵的分类 86

3.1.2 真空泵的基本参数 87

3.2 机械真空泵 88

3.2.1 旋片式机械真空泵 88

3.2.2 旋片式机械真空泵的特性和运用 90

3.2.3 无油机械真空泵 92

3.3 油扩散泵 95

3.3.1 扩散泵的原理和结构 95

3.3.2 扩散泵的工作特性 99

3.3.3 扩散泵的运用 102

3.4 低温吸附泵 104

3.4.1 分子筛的特性 104

3.4.2 低温吸附泵的原理和结构 105

3.4.3 低温吸附泵的特性和运用 106

3.5 钛升华泵 109

3.5.1 钛升华泵的原理和结构 110

3.5.2 钛升华泵的特性与运用 110

3.6 溅射离子泵 112

3.6.1 溅射离子泵的原理和结构 112

3.6.2 溅射离子泵的工作特性 115

3.6.3 溅射离子泵的运用 117

3.7 涡轮分子泵 118

3.7.1 涡轮分子泵的原理和结构 118

3.7.2 涡轮分子泵的工作特性 121

3.7.3 涡轮分子泵的运用 123

3.8 低温冷凝泵 123

3.8.1 低温冷凝泵的原理和结构 124

3.8.2 低温冷凝泵的工作特性 126

3.9 真空泵的选择 129

习题 130

第4章 真空的总压强测量 133

4.1 概述 133

4.2 绝对真空计 133

4.2.1 弹性变形真空计 134

4.2.2 电容薄膜真空计 135

4.2.3 U形真空计与压缩真空计 136

4.2.4 压敏电阻真空计 137

4.3 相对真空计 138

4.3.1 热传导真空计 138

4.3.2 电离真空计 143

4.4 真空测量技术 149

4.4.1 真空计的选择及运用 149

4.4.2 真空计的校准 151

习题 153

第5章 真空的分压强测量 155

5.1 质谱仪的结构和参数 155

5.2 磁偏转质谱仪 157

5.3 四极场质谱仪 159

5.4 识谱技术 163

5.5 质谱分析技术的应用 167

习题 168

第6章 真空检漏 170

6.1 概述 170

6.1.1 真空检漏的意义 170

6.1.2 真空系统是否有漏孔的判断 171

6.1.3 漏孔的定义 171

6.1.4 容许漏率 172

6.2 真空检漏的原理 172

6.2.1 压强差的利用 172

6.2.2 示漏气体与探测器 173

6.2.3 检漏的响应过程 173

6.2.4 检漏方法的性能指标 174

6.3 高压检漏法 174

6.4 真空检漏法 175

6.4.1 高频火花检漏法 175

6.4.2 真空计检漏法 176

6.5 氦质谱检漏法 176

6.5.1 氦质谱检漏仪的原理 177

6.5.2 氦质谱检漏仪的主要参数 178

6.5.3 氦质谱检漏技术 179

6.6 真空检漏技术 181

习题 181

第7章 真空系统 183

7.1 概述 183

7.2 真空系统的材料 184

7.2.1 结构材料 184

7.2.2 辅助结构材料 185

7.2.3 真空密封材料 186

7.3 真空阀门 187

7.4 真空系统的制造和组装技术 191

7.4.1 不可拆连接 191

7.4.2 可拆卸连接 193

7.5 典型真空系统 195

7.5.1 低真空系统 195

7.5.2 高真空系统 195

7.5.3 超高真空系统 196

7.6 真空系统的计算 200

7.6.1 真空系统的抽气方程 200

7.6.2 主泵和前级泵的配合 201

7.6.3 真空系统中压强的分布 202

7.6.4 真空系统的真空度和抽气时间的估算 203

习题 206

参考文献 209