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真空技术应用广泛,许多现代仪器,如电子显微镜、加速器、质谱仪等必须依靠高真空的获得来有效地工作,不少工艺过程也少不了真空技术,如电子管的制造、半导体的提纯、单晶的制备以及有机合成等。
一般称压强大于10-3乇(真空度的单位, 乇=1毫米汞柱的压强)的低压空间为低真空,10-3-10-8乇的称为高真空,小于10-8乇的称为超高真空。利用不同类型的真空泵可获得不同的真空度。例如,利用机械泵可获得10-1一10-4乇;利用扩散泵可获得较高的真空,一般可达10-6一10-7乇;利用离子泵,可获得超高真空,达10-8乇或更低的气压。还有一种低温泵,它是利用极低温度使气体冷凝,然后把冷凝的气体从系统里除去。这种泵工作的范围是10-3乇到10-10乇以下。它有一冷凝气体的低温表面,大多数低温泵是用氦来冷却低温表面的。扩散泵、离子泵等都不能直接抽除一个大气压的气体,必须在机械泵作用后达10-3乇真空时才能开始工作。因此机械泵又称“前级泵”。
目前世界上人工获得的最高真空是10-14乇的数量级。这一纪录是由沃森研究中心的J·汤姆逊于1976年10月在国际商用机械公司创造的。所使用的低温系统的温度可降到一269℃(-452°F)。为对10-14乇的真空度有些感性认识,可打个比方。设气体分子如棒球大小,则在标准大气压下分子之间的距离为1码。当真空度达10-14乇时,由于分子数的减少,使分子之间的距离变为50英里。这与星际空间的压力不相上下。在海平面上,大气中每立方厘米有3×1019个分子,而在星际空间中或许每立方厘米还不到10个分子。因此,在10-14乇的超高真空里每立方厘米找不到10个分子!