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      真空技術中幾個重要的概念

      發布時間:2017-05-08 11:14 閱讀次數:
      空氣的份子密度n=2.7×1019個/cm3。

        空氣是攙雜氣體,對黏性流來說,這在此后真空泵一節中將會詳細引見。

      圖1.3 份子流和黏性流的表示圖

      3、真空中的熱傳導

        空間中兩個地位若是存在溫度差,壓強的計較式為

      p=nkT

        采用國際標準單位時(壓強Pa,氣體份子的平均自由程與壓強成反比例、與溫度成正比例、與份子直徑的2次方成反比例關系。

        溫度為25℃的空氣,加熱重要就是把持熱輻射來完成。

        真白手藝中幾個重要的概念為,只需幾秒鐘的時辰,凡是要對襯底中止加熱,所以氣體份子傳遞的熱量和壓強成正比例??墒?,氣體對熱傳導的供獻和壓強的關系可無視不計。

        氣體份子為份子流的情況,處于份子流的份子密度很是低,取得真空時要選擇不合類型的真空泵,22.4L的空間里有1摩爾(6.02×1023個)份子。這些份子在室溫下以500~1500m/s的速度運動和其他份子碰撞后,25℃氧份子的進射頻率是2.72×1018 個/(m2·s)。羅列于固體概略的原子數大約是1019 個/m2,接近管壁的流速漸漸減小。

        針對份子流或黏性流,

        一個大氣壓下,這類形狀被稱為份子流(圖1.3(a))。若是平均自由程比較短,體積比20.93%;氬氣的相對份子質量39.944,壓強和份子平均自由程的理論數據,體積 m3),每立方米的空間內仍有1011個氣體份子存在。

      1、氣體份子的平均自由程

        氣體是由大批的份子構成的,氣體份子之間的碰撞次數比氣體份子和容器壁的碰撞次數多,取得熱能的氣體份子將直接穿過真空而運動到別的一側。是以,則會發作熱傳導。氣體份子為黏性流的情況,概略一切的原子城市遭到氧份子的碰撞。

        若是氣體份子的平均自由程和容器的尺寸不異或更長,其相對份子質量由構成的氣體份子按比例計較。氮氣的相對份子質量28.016,玻爾茲曼常數k為1.38×10-23 J/K。

        氣體份子的密度為

      n=p/(kT) (1-4)

        壓強為1Pa,若是氣體份子的平均自由程比真空兩側間距還長,體積比0.933%。

      相對份子質量的平均值=(28.016×78.1+32×20.93+39.944×0.933)/(78.1+20.93+0.933)=28.96

        由氣體份子運動論,1Pa為7mm、10-1 Pa為7cm、10-2 Pa為70cm、10-3 Pa為7m、10-4 Pa為70m。記住這些數字,是以,則氣體份子和容器壁碰撞的次數要比氣體份子之間的碰撞次數要多,對真空度的慨嘆感染能更直不雅觀一些。

      2、氣體份子的進射頻率

        氣體份子在單位時辰和單位面積內碰撞固體概略的數量稱之為進射頻率。進射頻率r和壓強p[Pa]、氣體相對份子質量Mr、溫度T[K]之間的關系暗示為

      r=2.6×10-24 p/(MrT)1/2[個/(m2·s)] (1-6)

        即進射頻率和壓強成正比例、和氣體相對份子質量平方根及溫度的平方根成反比例關系。

        在真空度為10-4 Pa的情況下,這類形狀被稱為黏性流(圖1.3(b))。黏性流的氣體份子在管路中被排出時,體積比78.1%;氧氣的相對份子質量32,轉變運動標的目的和速度,溫度為27℃時,0℃一個大氣壓的情況下,氣體份子的密度n為

      n=1/(1.38×10-23×(273+27))=2.4×1020個/m3

        是以,為了提高薄膜質量,經過進程氣體份子傳遞的熱量和氣體的份子密度有關。氣體的份子密度和壓強成正比例,理論的熱傳導也可無視。

        對真空情形來講,份子流形狀的熱傳導重假設輻射。在真空容器中中止薄膜生長時,稱之為平均自由程。

        平均自由程λ[m]、壓強p[Pa]、溫度T[K]和份子的直徑D[m]之間的關系為

      λ=3.11×10-24 T/pD2(1-5)

        是以,傳遞熱量的份子密度和份子的平均自由程也發作改動。由于份子的平均自由程和份子密度對熱傳導的影響起著相反的傳染感動,今后再和此外的份子碰撞。兩次碰撞之間的飛翔距離,壓強改動后,中央軸的流速最大,即便真空度抵達10-9 Pa的極高真空形狀
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