真空技术的典型应用

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)实用真空技术 作者:郭方准

  现代社会每个人都在享受着真空技术给我们带来的便利。例如:暖壶能保温的秘诀就在于瓶壁内有真空的空间,减少了热传导,以保持壶内温度;荧光灯、街灯、汽车照明灯的内部也是真空状态,否则就无法发光。电视、电脑显示器等也离不开真空。眼镜和摄像机、照相机镜头为了提高光的透过率,表面所镀的光学薄膜也是应用了真空技术。

  半导体产业离不开真空技术。生产半导体元件:(1)要在硅片上掺入相应的其他元素;(2)在生产集成电路时要形成复杂的金属薄膜和绝缘膜;(3)要进行表面的刻蚀处理等复杂的工序。如果生产过程中的真空度不够,表面上沾了灰尘或油滴之后会出现严重的后果。集成电路中细线的宽度是吸烟时吐出的烟雾颗粒直径的1/3,是一粒灰尘直径的近万分之一。对集成电路而言,哪怕落有一颗烟雾的颗粒,就好像大路上停了一架大型飞机一样,使电子无法通过或造成短路。

  新材料开发离不开真空。以分子束外延为代表的薄膜生长技术是新材料开发的重要手段,薄膜材料放到蒸发源中之后被蒸发或升华,在超高真空环境中,薄膜材料的原子或分子可以长距离飞行,到达衬底成膜;而且由于残留气体少,衬底表面形成的薄膜纯度高。

  表面科学领域对真空度的要求极高。在极高真空的环境下,通过高温退火或结合离子溅射而获得物质的清洁表面,这时的表面没有吸附任何其他的分子或原子。利用扫描隧道电子显微镜等尖端的表面分析实验手段,可以看到物质表面的原子排列和电子状态。

  物理学中最尖端的粒子加速器,是大规模真空技术的组合。电子(或其他带电粒子)要被加速到接近光速,如果电子储存环中不是超高真空状态,则电子会和其中的分子或原子碰撞,从而迅速衰减。另外,核聚变反应要达到上亿度的高温,极高真空环境是系统工作的基本前提。

  军工、宇宙开发方面也离不开真空。隐形飞机或潜艇,要最大限度地吸收雷达波,以达到不被发现的目的。涂在飞机或潜艇上的吸收雷达波材料,就是活用真空技术而获得的纳米颗粒。宇宙开发更离不开真空,因为宇宙本身就处于超高真空状态。宇宙飞船使用的材料、对接技术,以及宇航员的太空服,处处都是真空技术的结晶。

  真空技术的典型应用参照表1.2。其中的部分概念,将在以后的章节中加以介绍。

表1.2 真空技术的典型应用

真空技术的典型应用

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