ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы История и области применения вакуума из "Учебная лаборатория вакуумной техники" Под вакуумом обычно принято понимать состояние газа при давлении нил е атмосферного (760 гОуО ). Можно считать, что вакуум имеет место, например, на горных вершинах высотой около 3 км, где люди еще дышат относительно свободно, хотя давление воздуха там примерно 540 тор. Латинское слово va ua в переводе означает пустоту, однако даже при сверхвысоком вакууме, порядка 10 тор, в термоядерных установках число молекул газа в 1 слг составляет около 3 млн. [c.7] Одним из первых в истории вакуумных экспериментов был известный опыт Отто фон Герике с магдебург-скими полушариями. В XVH в. Эванджелиста Торричелли доказал, что природа не терпит пустоты, только если уровень ртути в трубке ниже 76 см таким образом, он впервые измерил атмосферное давление воздуха. В дальнейшем прогресс вакуумной техники стимулируется развитием промышленности, потребовавшей, в частности, создания различных насосов. [c.7] Одним из первых был создан поршневой насос Теи-лера, приводимый в действие рукой. Он обеспечивал разряжение в десятые доли тора. Огромное значение имело изобретение Геде (1905 г.) вращательного насоса вместо поршневого, что позволило получить вакуум порядка Ш тор. [c.8] Масло в диффузионных насосах впервые применил Бэрч (1928 г.). Важным этапом было применение Дьюаром (1904 г.) адсорбции на угле, охлажденном жидким азотом. [c.8] В развитии вакуумной метрики следует отметить создание Мак-Леодом компрессионного (1874 г.), Пи-рани— теплового (1909 г.), Бакли (1916 г.)—иониза-циочишго манометров. [c.8] Ленина организована Нижегородская лаборатория, сыгравшая большую роль в развитии радио- и вакуумной техники. В Москве был создан крупнейший ныне завод электровакуумных приборов, в Ленинграде завод Светлана . [c.8] В последнее десятилетне создать гигантские жест-кофокусирующие ускорители с очень малым сечением камеры. В больших кольцевых ускорителях потребовался вакуум гор. В 1967 г. под г. Серпуховом запущен протонный синхротрон на энергию 76 Г эв г окружностью камеры 1,5 км. В СССР проектируется кибернетический ускоритель на 1000 Гэв с окружностью кольцевой камеры около 17 км и сечением 20x32 мм . [c.9] В развитие вакуумной техники большой вклад внесли Ленгмюр, Кнудсеп, Альперт, изучавшие многие явления в разреженных газах. В Советском Союзе — Г. А. Тягунов, опубликовавший в 1948 г. фундаментальный труд Основы расчета вакуумных систем [19]. [c.9] В настоящее время вакуумная техника стала основной дисциплиной наряду с механикой, электротехникой и т. д. Вакуумные технологические методы широко используются во многих отраслях промышленности и в научных исследованиях. Создана Международная организация по вакуумной науке и технике. В 1958, 1965, 1968 гг. состоялись международные конгрессы по вакуумной технике, на которых присутствовали представители многих стран, в том числе СССР. На конгрессах обсуждали вопросы газодинамики разреженного пространства, адсорбции, вакуумных систем и метрики, напыления тонких пленок, криогенной техники и т. д. Современные промышленные насосы позволяют получить вакуум до 10 тор, быстроту откачки в десятки тысяч литров в секунду в лабораторных условиях получают вакуум до 10 тор, быстроту откачки в несколько миллионов литров в секунду, откачиваемые объемы достигают нескольких сот кубометров. [c.9] Вакуумные методы применяют при производстве выпрямителей, масс-спектрометров, электронных микроскопов, электроннолучевых трубок, радиоламп, СВЧ-генераторов, фотоэлементов и т. д. Газоразрядные приборы проходят вакуумную стадию перед наполнением инертным газом. Вакуумная техника влияет на темпы технического прогресса в таких важных отраслях промышленности, как химия, металлургия, электротехника, авиация, ракетостроение, радиоэлектроника. [c.9] Сверхвысокий вакуум применяется при изучении явлений на чистых поверхностях без адсорбированных молекул. Широко используются осаждаемые в вакууме тонкие плеики металлов, полупроводников и изоляторов. Пленочная электроника позволяет снизить габариты и вес оборудования, что важно для космической техники и электронно-вычислительных машин. Микроминиатюризация оборудования означает революционный шаг в радиоэлектронике. Осаждаемые в вакууме пленки позволяют осуществить металлизацию пластмасс, тканей, бумаги, просветление объективов оптических приборов, изготовление счетчиков, нейтронных детекторов, мишеней для ускорителей. [c.10] Плавка металла в вакууме позволяет значительно уменьшить количество примесей и растворенных газов в металлах. Соответствующее улучшение качества трансформаторной стали снижает гистерезисные потери, что дает большую экономию электроэнергии. Вакуумными методами получают ниобий, титан, тантал, бериллий. Вакуум применяется для пропитки и сушки обмоток электрических машин, при получении полимерных веществ и синтетических волокон, целлюлозы, азотных удобрений. Вакуумному выпариванию подвергают растворы веществ, которые из-за разложения нельзя сушить нагреванием, таких, как сахароза, витамины, антибиотики и другие продукты фармацевтической и пищевой промышленности. В медицине простейшими вакуумными приборами являются банки, сложнейшими — аппараты типа искусственное сердце и т. д. [c.10] Наконец, без вакуума невозможны новые технологические процессы, весьма перспективные для прогресса промышленности. Прецизионная обработка металлов тонкими электронными пучками позволяет получить точное профилирование сложных контуров. Диффузионная сварка в вакууме соединяет материалы, обычно не поддающиеся сварке сталь с алюминием, чугуном и порошкообразными материалами, керамику с металлами и т. д. [c.10] В термоядерных установках потери энергии горячей плазмой зависят от давления происходит перезарядка нейтральных частиц, выделяющихся со стенок, и излучение энергии тяжелыми молекулами примесей. Измерение вакуума порядка 10 тор в таких установках — тонкое искусство, так как импульсные помехи и посторонние частицы затрудняют применение ионизационных манометров. [c.11] Здесь Ра — атмосферное давление, равное 760 тор, /и = = 4,76-10 г — условная масса молекулы воздуха к — постоянная Больцмана Т — абсолютная температура. На высоте 150—600 км вакуум порядка 10 — 10 тор. Космический аппарат представляет собой вакуумную систему наизнанку разрежение снаружи, давление внутри. При имитации космической среды высоковакуумные условия невозврата ушедших с поверхности молекул создают с помощью больших поглощающих поверхностей, охлаждаемых жидкими газами. При космических скоростях даже давления 10 тор достаточно, чтобы заметно влиять на орбиту аппарата. В этом отношении искусственный спутник является высокочувствительным манометром, измеряющим давление в космосе по степени искажения траектории. [c.11] Академик С. А. Векшинский назвал вакуум драгоценной пустотой. В вакуумных приборах и установках на благо человека трудятся лучи и частицы, которые ранее без пользы распространялись в просторах Вселенной. [c.11] Вернуться к основной статье