真空技术 第2版2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

真空技术 第2版PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

绪论1

0.1　真空状态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2

0.3　真空技术在科学研究及工业生产中的重要作用6

第1章　真空技术的物理基础（一）——稀薄气体理论1.1　气体分子运动论的基本原理9

1.1.1　气体基本定律9

1.1.2　气体分子运动论基本假设11

1.1.3　理想气体12

1.1.4　数据举例12

1.1.5　蒸汽13

1.2　气体的压强17

1.3 气体分子的速率分布——麦克斯韦速率分布律20

1.3.1　三种代表性速率23

1.3.2　分布函数27

1.4　碰撞次数30

1.5　平均自由程与碰撞截面34

1.5.1　气体分子平均自由程34

1.5.2　离子或电子在气体中的自由程36

1.5.3　有效直径与有效截面37

1.6　自由程长度分布律41

1.7　电子在稀薄气体（真空）中的碰撞43

1.7.1　漂移场与加速场下电子的碰撞44

1.7.2　加速场下电子在电极间的碰撞次数分布律45

1.8　电子碰撞分子（原子）电离和裂解48

1.8.1　电子碰撞原子／分子电离48

1.8.2　电子碰撞分子碎裂51

1.9　稀薄气体（真空）中的电子繁流现象57

1.9.1　最简模型的繁流公式58

1.9.2　模型二的繁流公式59

1.9.3　模型三的繁流公式59

1.10　单位时间碰壁数60

1.11　分子从表面的反射——余弦定律（克努曾定律）63

1.12　气体中的输运现象·输运方程64

1.13　常压下气体的热传导66

1.14　常压下气体中的内摩擦72

1.15　气体自扩散76

1.16　气体互扩散78

1.17　滑动现象82

1.18　温度剧增现象86

1.19　低压气体中的输运现象90

1.19.1　低压气体外摩擦（自由分子黏滞性）90

1.19.2　低压气体热传导（自由分子热传导）91

1.20　热流逸现象95

1.20.1　平衡情况96

1.20.2　热流逸现象97

1.21　分子辐射计力98

1.22　气体在管道中的黏滞性流动——泊肃叶（poisseuille）公式100

1.23　气体在管道中的分子性流动——克努曾（knudsen）公式103

1.24　气体通过小孔的流动104

1.25　流导与流阻、传输几率105

1.25.1　管道的流导105

1.25.2　孔眼的流导106

1.25.3　并联与串联106

1.25.4　传输几率107

1.25.5　流量恒定关系107

参考文献108

习题109

第2章　真空技术的物理基础（二）——固体—气体间的现象2.1　概述115

2.2　固体及其表面116

2.3　固体表面对气体分子的作用力117

2.3.1　两个分子间的相互作用力118

2.3.2 固体表面对气体分子的作用力——物理吸附与化学吸附118

2.4　物理吸附与化学吸附119

2.4.1　物理吸附120

2.4.2　化学吸附122

2.4.3　吸附态126

2.5　吸附速率127

2.5.1　吸附速率方程127

2.5.2　决定吸附几率大小的因素128

2.6　脱附速率129

2.7　吸附等温线131

2.8　朗谬尔吸附等温线135

2.9　吸附分子的表面迁移137

2.10　多分子层吸附等温线（BET等温线）139

2.11　其他吸附等温式143

2.11.1　其他的化学吸附等温式144

2.11.2　其他的物理吸附等温式146

2.12　多孔材料的吸附——毛细管效应148

2.13　低温表面的吸附151

2.14　表面吸附气体的置换153

2.15　管道有吸附作用时的非稳定气体流156

2.16　气体在固体中的溶解、渗透与扩散159

2.16.1　吸收与溶解159

2.16.2　亨利定律——溶解气体浓度与压强的关系160

2.16.3　费克定律——溶解气体在固体中的扩散161

2.16.4　非稳定过程165

2.17　电子轰击气—固界面168

2.17.1　电子从表面的散射168

2.17.2 电子碰撞脱附170

2.17.3　电子碰撞脱附理论177

2.18　离子轰击气—固界面178

2.18.1　背散射179

2.18.2　溅射181

2.18.3　气体溅射186

2.18.4　俘获与再释188

2.18.5　溅射理论简介190

2.19　表面化学反应196

2.19.1 中性气体与表面的反应196

2.19.2　激励化学反应202

2.20　真空蒸发与成膜210

2.20.1　真空蒸发成膜210

2.20.2　脉冲激光沉积216

参考文献223

习题225

第3章　真空获得228

3.1　概述228

3.1.1　真空泵的基本参数229

3.1.2　时间常数τ与排气时间230

3.1.3　排气状态微分方程及求解231

3.2　机械真空泵233

3.2.1　旋片式机械真空泵工作原理233

3.2.2　泵的特性和运用236

3.2.3　其他类型机械泵238

3.3　蒸汽流扩散泵243

3.3.1　扩散泵的工作原理243

3.3.2　主要型式及扩散泵油247

3.3.3　扩散泵的实际特性与运用249

3.4　低温吸附泵253

3.4.1　分子筛的物理特性253

3.4.2　分子筛吸附泵的工作原理255

3.4.3　使用注意事项258

3.5　吸气剂泵258

3.5.1　升华泵的工作原理258

3.5.2　升华泵抽速与压强的关系260

3.5.3　升华泵的运用261

3.5.4　非蒸散型吸气剂泵261

3.6　热阴极吸气离子泵264

3.6.1　电清除作用264

3.6.2　热阴极吸气离子泵的构造原理264

3.6.3　泵的特性和运用265

3.7　溅射离子泵266

3.7.1　溅射离子泵的工作原理266

3.7.2　潘宁（Penning）放电268

3.7.3　溅射离子泵的特性270

3.7.4　溅射离子泵的运用273

3.8　涡轮分子泵274

3.8.1　涡轮分子泵的工作原理274

3.8.2　基本结构277

3.8.3　特性279

3.8.4　运用281

3.9　低温泵282

3.9.1　工作原理282

3.9.2　典型结构282

3.9.3　理论分析284

3.9.4　实际性能及其他286

3.10　超高真空获得技术287

3.10.1　影响极限压强的因素287

3.10.2　材料的选择及处理288

3.10.3　泵的选用289

3.10.4　获得超高真空的其他有关措施289

参考文献292

习题294

第4章　真空的总压强测量297

4.1　概述297

4.2　液体压强计和压缩真空计299

4.2.1　U形真空计299

4.2.2　压缩真空计（麦克劳真空计）301

4.3　弹性变形真空计305

4.4　电容薄膜真空计306

4.4.1　原理及相关技术306

4.4.2　规头（gauge head）和传感器（transducer）310

4.4.3　安装、使用和维护312

4.5　黏滞真空计314

4.5.1　磁悬浮转子真空计315

4.5.2　石英晶体振荡黏滞真空计321

4.5.3　振膜真空计322

4.6　压敏电阻真空计323

4.6.1　工作原理323

4.6.2　电路原理简介324

4.6.3　性能324

4.6.4　使用324

4.6.5　新发展324

4.7　热传导真空计326

4.7.1　工作原理326

4.7.2　理论分析326

4.7.3　电阻真空计328

4.7.4　热电偶真空计332

4.7.5　热传导真空计的测量范围334

4.7.6　热电偶真空计与电阻真空计的比较336

4.7.7　热传导真空计的其他形式337

4.7.8　热传导真空计应用中的一些实际问题337

4.7.9　热传导真空计的优缺点338

4.7.10　热对流真空计339

4.8　热阴极电离真空计340

4.8.1　基本原理340

4.8.2　规管及其电性能342

4.8.3　校准曲线及测量范围344

4.8.4　电离真空计理论346

4.8.5　高真空电离计电源350

4.8.6　电离真空计的使用350

4.8.7　电离真空计的优缺点351

4.9　高压强电离真空计352

4.9.1　史朱兹和菲尔普斯（Schulz and Phelps）规352

4.9.2　畴莫夫（Choumoff）规353

4.9.3　郭氏规353

4.9.4　高压强电离真空计理论354

4.10　热阴极超高真空电离计358

4.10.1　原理及B-A规358

4.10.2　超高真空热阴极电离规中的一些现象362

4.10.3　裸规效应364

4.10.4　超高真空电离计的电源364

4.10.5　抑制规365

4.10.6　分离规367

4.10.7　弯注抑制规368

4.10.8　欧米加质谱计型规370

4.10.9　热阴极磁控管式电离规371

4.10.10　弹道电离规372

4.10.11　调制电离规373

4.11 自持放电型真空计374

4.11.1　放电管真空指示器374

4.11.2　磁控放电真空计375

4.11.3　倒置磁控管式真空计377

4.11.4　磁控管式真空计379

4.12　其他真空计及测量真空的方法380

4.12.1　克努曾（Knudsen）真空计380

4.12.2　放射能电离真空计382

4.12.3　测量真空的其他方法383

4.13　电真空器件内部真空度的测量384

4.14　流量计385

4.14.1　流量（throughput）、质量流（mass flow）、摩尔流（molar flow）386

4.14.2　转子流量计387

4.14.3　扼流方法388

4.14.4　差分压强技术389

4.14.5　热质量流技术390

4.14.6　性能比较394

4.15　相对真空计的校准394

4.15.1　静态校计法394

4.15.2　动态校计法396

4.16　真空测量技术398

4.16.1　真空计的选择398

4.16.2　规管的安装位置399

4.16.3　真空规管连接管开口的方向400

4.16.4　测量时有关注意事项400

参考文献401

习题402

第5章　真空的分压强测量407

5.1　分压强测量的基本概念407

5.1.1　质谱的基本概念407

5.1.2 如何实现质谱407

5.1.3　质谱计的主要性能指标409

5.2　离子源和离子检测器412

5.2.1　常用离子源结构及工作原理412

5.2.2　离子检测器413

5.3　磁偏转质谱计417

5.3.1　180°磁偏转质谱计417

5.3.2　扇形磁偏转质谱计418

5.4　回旋质谱计420

5.5　飞行时间质谱计421

5.5.1　结构及工作原理421

5.5.2　飞行时间质谱计的特点423

5.5.3　小型飞行时间质谱计的发展423

5.6　四极质谱计425

5.6.1　结构及工作原理425

5.6.2　四极质谱计性能指标428

5.6.3　其他类型的四极质谱计429

5.6.4　四极质谱计的发展430

5.7　质谱数据分析方法433

5.7.1　质谱数据表示方式433

5.7.2　图形系数434

5.7.3　谱图定性分析方法（识谱）444

5.7.4　谱图的定量分析方法444

5.8　质谱计的安装与运用445

5.8.1　高真空系统445

5.8.2　差分排气技术446

5.8.3　极微流量阀法449

参考文献451

习题452

第6章　真空检漏技术455

6.1　概述455

6.1.1　真空检漏的重要意义455

6.1.2　真空系统漏气的判断456

6.1.3　漏孔漏率的定义457

6.1.4　最大允许漏率460

6.2　检漏基本原理461

6.2.1　压强差的利用461

6.2.2　示漏气体与探测器461

6.2.3　检漏方法的响应过程463

6.2.4　有关效应的利用464

6.2.5　检漏器的性能指标464

6.3　压力检漏法465

6.3.1　充压检漏法465

6.3.2　卤素检漏法465

6.3.3　氨检漏法466

6.4　真空检漏法466

6.4.1　高频火花检漏法467

6.4.2　真空计检漏法467

6.5　质谱检漏法468

6.5.1　工作原理468

6.5.2　质谱检漏仪器469

6.5.3　质谱检漏仪的性能指标473

6.5.4　检漏方法478

6.6　其他检漏方法486

6.7　参考漏孔、漏气量的测定488

6.7.1　参考漏孔及其类型488

6.7.2　参考漏孔校准方法490

6.7.3 正压漏孔及其校准494

参考文献496

习题497

第7章　真空系统499

7.1　概述499

7.2　真空系统的材料500

7.2.1　结构材料500

7.2.2　辅助结构材料（弹性体、绝缘体）503

7.2.3　真空密封物质508

7.2.4　润滑剂512

7.3　真空系统的零件514

7.3.1　隔膜阀门515

7.3.2　盖板阀（盘阀）515

7.3.3　球阀516

7.3.4　门阀516

7.3.5　翻板阀517

7.3.6　蝶阀517

7.3.7　似蝶阀518

7.3.8　摆阀518

7.3.9　微调真空阀（针状阀门）520

7.3.10　电磁阀520

7.3.11　超高真空阀门521

7.3.12　玻璃真空活栓522

7.3.13　无油玻璃真空活栓522

7.3.14　真空搬运机器人524

7.3.15　选用真空阀门应注意的事项525

7.4　真空系统的组装技术525

7.4.1　不可拆的（永久的）连接525

7.4.2　可拆卸连接528

7.4.3　真空密封下可动的连接（向真空中传递运动）529

7.4.4　样品送入机构（真空锁）532

7.5　真空系统及真空设备举例533

7.5.1　低真空系统533

7.5.2　高真空系统534

7.5.3　超高真空系统535

7.5.4　真空设备536

7.5.5　磁约束聚变装置538

7.6　真空机组539

7.6.1　低真空机组（一）——含油机组539

7.6.2　低真空机组（二）——干式（无油）机组542

7.6.3　高真空机组（一）——扩散泵机组544

7.6.4　高真空机组（二）——分子泵机组544

7.6.5　超高真空机组546

7.7　真空系统的调试、维护547

7.7.1　玻璃真空系统的调试、维护547

7.7.2　金属真空系统的调试、维护547

7.8　真空系统计算基础548

7.8.1　真空系统的抽气方程548

7.8.2　稳定流动的计算549

7.8.3　流导的计算552

7.8.4　稳定流动的计算（示例）558

7.8.5　非稳定流动的计算（示例）560

7.8.6　计算示例566

参考文献569

习题570