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超高真空设备的发展历程-广东振华真空镀膜设备

超高真空技术是四十几年来发展起来的一项新兴技术。一开始是在冷阴极真空规校准时,把超高真空设备的真空室完全浸泡在液态氦中,达到10⁻¹²Pa的真空压力环境。

在1963年,空间模拟容器装有太阳模拟系统,用氦致冷机,使用的是循环流动的氦,把模拟空间冷到20K,达到了5X10⁻¹¹pa的真空度。以后,美国国家研究公司建立了一台10⁻¹²Pa的超高真空设备,用液氦冷到4.2K,中间夹层壁用液氦冷却。

1965年,哥达德空间飞行中心利用在液氨板上粘分子筛的深冷吸附泵建造了一台空间模拟室,据估计,可达10⁻¹²Pa的真空压力环境。

1966年,哥伦比亚大学建立了一台直径254nm(10英寸)的有分子沉结构的超高真空设备。该设备由于利用了分子沉设计,可以在10⁻¹⁰Pa的真空压力环境下进行模拟试验。以上五台超高真空系统,除第一台是玻璃材料的系统外,其余全是金属材质的系统,且都使用了4.2K或20K的低温环境。这种低温环境不是一般实验室能够达到的。即使具备这样的条件,设备的运转费用也是很大的。这也许是超高真空技术发展和应用受到限制的一个原因。为了解决这个矛盾,人们一直寻求新的更易行的获得超高真空的方法。

1968年,国外用液氦冷冻钛升华阱获得了低于10⁻¹¹Pa的真空压力环境。从而把获得超高真空所使用的温度从4.2K或20K提高到了77.4K,这就为超高真空技术的推广提供了有利条件。

1970年后,苏联的科学工作者分别通过上述两种主要途径进行了超高真空的获得技术研究,并达到了10⁻¹⁰Pa~10⁻¹¹pa的真空压力环境水平。

1985年我国航天兰州物理所用液氮冷冻钦升华阱与分子沉技术在直径400mm500mm的真空室中获得了410⁻¹¹Pa真空压力环境的超高真空。