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| 极高真空技术的应用 |
| 发布时间：2014-10-28 浏览： 次 |
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运用极高真空技术，可能获得10 ^-IOPa以下的压力，在此环境中，气体分子非常稀薄，分子密度小于104个/cm3，分子平均自由程大于108ni，气体分子的碰壁数减小到108/cm2.s。 由于极高真空环境具有极低压力和极清洁的特性，它被虚用到许多科学和技术领域中去。然而极高真空度不但很难获得和测量，而且制造成本和运行成本非常昂贵，使得该项技术的应用受到很大限制，目前仅应用在高新尖端技术领域中。 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。为了把粒子加速到很高能量，需要粒子在真空管道中不断做加速运动，粒子在真空管道中运动的路程愈长，被加速粒子所得到的能量愈高。在正、负质子，正、负电子对撞加速器中，不同电荷的正、负质子及电子沿相反方向在加速束流管道中做循环运动。 为了增加正、负粒子对撞的反应概率，要求粒子束长时间的贮存积累，达到对撞时所需要的束流强度。粒子长时间或长路程的在加速束流管道中作被加速运动时，如果和加速束流管道中的粒子和空间残余的气体分子发生碰撞，会减小束流强度。 一般正、负电子对撞机要求压力10^-8 -10 ^-9Pa，正、负质子对撞机加速器要求压力10^ - 10 Pa以下。我国北京高能物理所的正、负电子对撞加速器及兰州近代物理所的重离子加速器(冷却环)的束流管道的真空度到10^ -9Pa。 欧洲联合核子研究中心(CDRN)建造的正、负质子定义贮存环加速器真空度优于10^-lOPa。 ②分子束外延技术用来生长极纯半导体单品材料。半导体晶体材料的光电性能对外来杂质分子极为敏感。在单晶生长过程中，除材料本身要求纯度高外，在制造过程中，不要引入环境的杂质分子，因而要在极高真空环境下生长晶体。分子束外延设备中晶体生长室的压力在10 ^-9Pa。当然压力更低些最好。 这样低的压力条件在地面很难实现。科学家又提出了利用太空清洁环境生长极纯材料的思想。 利用近地球轨道分子屏技术，可以实现10^ -llPa的极高真空环境。我们提出的可变翼轨道分子屏的设计，可以在近地球轨道获得10^ -12Pa的轨道分子屏空间实验室。 美国科学家利用航天飞机进行了5次空间GaAs晶体外延生长实验，就是应用轨道分子屏技术，取得了满意的结果。 ③在航天技术领域也开始应用极高真空技术。远离地球的深远宇宙太空处于极高真空状态。该环境不断和航天器发生相互作用，产生一些地面环境不能发生的效应和问题。 使航天器出现故障，降低航天器的可靠性。在极高真空中气体分子的碰壁数很小。 航天器表面的气体不断放出，表面愈来愈清洁。几乎成为没有吸附气体分子的超清洁表面。两个超清洁表面接触在一起，经过加压，在不加热的情况下可以发生粘着，焊接现象，叫做“冷焊”。 对于活动部件来说，摩擦系数变大，甚至粘着、焊*。为消除此类机械故障，人们需要预先在地面进行模拟试验，采取防范措施。 但由于极高真空度仅为10^-9Pa.尚不能真实地模拟宇宙深空环境。随着极高真空技术的发展，应用极高真空技术的领域将会不断地扩展。 东莞爱加真空专业提供超高真空系统和超低温设备升级改造，维修服务，欢迎来电咨询！ 推荐阅读 |
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