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用高真空泵抽除單分子層氣體所需的時刻

時間:2018/9/28閱讀:361
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  用高真空泵抽除單分子層氣體所需的時刻
  
  從前假定在常見的真空體系中,每立方厘米體積內露出在真空中的外表積至少(可能大得多)有1cm2,為了估量用泵抽除一單分子層所需求的時刻,就需求估量泵的容量。
  
  在大多數真空體系中,抽速與每單位體積的比率介于1至10之間。為了便利,假定抽速(l/s) 10倍于以升為單位的體積.把這兩個假定結合在一起,對每平方厘米露出于真空室的外表得出估量的抽速為10-2l/s。這10-21/s代表每秒抽除分子的速率為
  
  dn/dt=3.3x1017p
  
  所以,除掉單分子層的1015個分子所需求的時刻為
  
  t=3x10-3/p,(s)
  
  明顯,在超高真空范圍內,在如此低的壓強下抽除單分子層氣體是*不實踐的。泵的壽數沒有那么長。
  
  真空體系全部烘烤的重要性
  
  溫度改變20℃,凝聚或吸附分子的壓強,預計會添加10倍。
  
  蒸汽壓對溫度的數據可知,如果溫度從20℃升高到200℃,蒸汽壓約添加105倍。這就是說,在較高溫度用1s從體系中抽除的分子數和在較低溫度下用一整天抽除的相同多.若在400℃的較高溫度下進行烘烤,則可看到蒸氣壓數值比在室溫下的數值添加108倍。這是1a與1s之比。
  
  當然,加熱的好處并不像用這種數量級所標明的那么顯著。該抽氣時刻要比1s長得多。但是,在升高的溫度下接連抽數小時,便看出烘烤關于把分子從外表趕出來進入體系的體積中并被真空泵抽除是有用的。這些考慮闡明,尤其在加熱周期開始時,有必要約束溫度的上升速率,避免高真空泵過載。
  
  抱負真空體系與實踐真空體系之間在功能方面的顯著差異
  
  抱負真空體系與實踐真空體系之間的功能差異可由一個隨時刻改變的時刻常數v/s來闡明。明顯,體積是常數,而且有許多材料標明,在所考慮的壓強范圍內泵的抽速相對地堅持恒定。
  
  對時刻常數更進一步的研討標明,體積變成了有必要被抽除的分子數目的指示器。附加的分子源將會闡明觀測成果,這個分子源不在真空容器壁所圍住的空間里。
  
  在露出于大氣的真空體系中,壓強下降如此俊的首要原因是,要取得低壓強有必要花許多時刻抽除停留在曾露出過的體系外表上的氣體分子。這些氣體分子只有它們正在體系外表間的空間運動時,才干被真空泵抽除。
  
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