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| 極高真空技術的應用 |
| 發布時間：2014-10-28 瀏覽： 次 |
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運用極高真空技術，可能獲得10 ^-IOPa以下的壓力，在此環境中，氣體分子非常稀薄，分子密度小于104個/cm3，分子平均自由程大于108ni，氣體分子的碰壁數減小到108/cm2.s。 由于極高真空環境具有極低壓力和極清潔的特性，它被虛用到許多科學和技術領域中去。然而極高真空度不但很難獲得和測量，而且制造成本和運行成本非常昂貴，使得該項技術的應用受到很大限制，目前僅應用在高新尖端技術領域中。 ①高能粒子加速器。高能粒子加速器一般采用分段同步加速的方法。為了把粒子加速到很高能量，需要粒子在真空管道中不斷做加速運動，粒子在真空管道中運動的路程愈長，被加速粒子所得到的能量愈高。在正、負質子，正、負電子對撞加速器中，不同電荷的正、負質子及電子沿相反方向在加速束流管道中做循環運動。 為了增加正、負粒子對撞的反應概率，要求粒子束長時間的貯存積累，達到對撞時所需要的束流強度。粒子長時間或長路程的在加速束流管道中作被加速運動時，如果和加速束流管道中的粒子和空間殘余的氣體分子發生碰撞，會減小束流強度。 一般正、負電子對撞機要求壓力10^-8 -10 ^-9Pa，正、負質子對撞機加速器要求壓力10^ - 10 Pa以下。我國北京高能物理所的正、負電子對撞加速器及蘭州近代物理所的重離子加速器(冷卻環)的束流管道的真空度到10^ -9Pa。 歐洲聯合核子研究中心(CDRN)建造的正、負質子定義貯存環加速器真空度優于10^-lOPa。 ②分子束外延技術用來生長極純半導體單品材料。半導體晶體材料的光電性能對外來雜質分子極為敏感。在單晶生長過程中，除材料本身要求純度高外，在制造過程中，不要引入環境的雜質分子，因而要在極高真空環境下生長晶體。分子束外延設備中晶體生長室的壓力在10 ^-9Pa。當然壓力更低些最好。 這樣低的壓力條件在地面很難實現。科學家又提出了利用太空清潔環境生長極純材料的思想。 利用近地球軌道分子屏技術，可以實現10^ -llPa的極高真空環境。我們提出的可變翼軌道分子屏的設計，可以在近地球軌道獲得10^ -12Pa的軌道分子屏空間實驗室。 美國科學家利用航天飛機進行了5次空間GaAs晶體外延生長實驗，就是應用軌道分子屏技術，取得了滿意的結果。 ③在航天技術領域也開始應用極高真空技術。遠離地球的深遠宇宙太空處于極高真空狀態。該環境不斷和航天器發生相互作用，產生一些地面環境不能發生的效應和問題。 使航天器出現故障，降低航天器的可靠性。在極高真空中氣體分子的碰壁數很小。 航天器表面的氣體不斷放出，表面愈來愈清潔。幾乎成為沒有吸附氣體分子的超清潔表面。兩個超清潔表面接觸在一起，經過加壓，在不加熱的情況下可以發生粘著，焊接現象，叫做“冷焊”。 對于活動部件來說，摩擦系數變大，甚至粘著、焊*。為消除此類機械故障，人們需要預先在地面進行模擬試驗，采取防范措施。 但由于極高真空度僅為10^-9Pa.尚不能真實地模擬宇宙深空環境。隨著極高真空技術的發展，應用極高真空技術的領域將會不斷地擴展。 東莞愛加真空專業提供超高真空系統和超低溫設備升級改造，維修服務，歡迎來電咨詢！ 推薦閱讀 |
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