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第1章 真空概论&刘玉魁1

1.1 真空1

1.2 真空计量单位4

1.3 真空区域划分5

1.4 真空环境特点及其应用8

1.4.1 真空环境产生压力差8

1.4.2 真空环境中氧和水含量显著减小8

1.4.3 真空环境下气体分子运动的平均自由程增大8

1.4.4 真空环境使气体分子在固体表面形成单分子层时间增长9

1.4.5 真空环境减小能量传递9

1.4.6 真空环境使物质沸点降低而蒸发速率加快14

1.4.7 真空环境中材料迅速脱气14

第2章 真空技术的物理基础&刘玉魁14

2.1 气体基本性质16

2.1.1 气体与蒸气16

2.1.2 玻义耳-马略特定律17

2.1.3 查理定律18

2.1.4 盖吕萨克定律18

2.1.5 道尔顿分压力定律18

2.1.6 阿伏伽德罗定律19

2.1.7 理想气体的状态方程19

2.2 气体分子运动理论20

2.2.1 分子运动论的要点20

2.2.2 气体的压力及分子动能21

2.2.3 气体分子速度22

2.2.4 气体的入射率24

2.2.5 气体平均自由程26

2.3 气体中的迁移现象29

2.4 气体的扩散31

2.4.1 气体的自扩散31

2.4.2 气体的互扩散33

2.4.3 气体的热扩散34

2.5 气体的黏滞性35

2.5.1 压力较高时黏滞流气体的黏滞系数35

2.5.2 压力较低时分子流气体的黏滞系数37

2.6 气体中的热量传递38

2.6.1 压力较高时黏滞流气体的热量传递38

2.6.2 压力较低时分子流气体的热传导40

2.6.3 辐射传热42

2.7 热流逸42

2.8 蒸发与凝结44

2.8.1 蒸发率及凝结率44

2.8.2 蒸气压45

2.9 气体在固体中的溶解49

2.10 气体在固体中的扩散51

2.11 气体在固体中的渗透52

2.11.1 渗透系数及渗透气体量52

2.11.2 各种材料的渗透性54

2.12 气体与固体的吸附56

2.12.1 物理吸附及化学吸附56

2.12.2 吸附力及吸附能56

2.12.3 吸附速率58

2.12.4 分子沿表面迁移61

2.12.5 吸附方程62

2.13 气体从固体表面的解吸65

2.13.1 解吸过程65

2.13.2 解吸速率65

2.13.3 材料出气66

2.14 气体中的放电现象68

2.14.1 气体的电离68

2.14.2 气体放电70

2.14.3 辉光放电72

2.14.4 弧光放电73

2.14.5 火花放电74

2.14.6 电晕放电75

2.14.7 潘宁放电75

第3章 真空获得技术与设备&闫格75

3.1 概述76

3.1.1 真空泵基本参数76

3.1.2 真空泵型号编制方法77

3.1.3 真空泵的分类79

3.1.4 各类真空泵工作压力范围79

3.2 机械真空泵81

3.2.1 往复式真空泵81

3.2.2 水环真空泵82

3.2.3 旋片真空泵83

3.2.4 滑阀真空泵89

3.2.5 罗茨真空泵91

3.2.6 干式真空泵96

3.2.7 分子泵108

3.2.8 隔膜真空泵115

3.3 蒸汽流真空泵116

3.3.1 水蒸气喷射泵116

3.3.2 油扩散泵118

3.3.3 油扩散喷射泵121

3.4 气体捕集真空泵121

3.4.1 溅射离子泵121

3.4.2 低温泵122

3.4.3 非蒸散型吸气泵128

3.5 国产真空泵132

3.5.1 SKY干式真空泵组及溅射离子泵132

3.5.2 KYKY分子泵134

3.5.3 环球真空的真空泵产品140

3.5.4 浙真集团真空泵146

3.5.5 博开科技DZB系列低温泵149

3.5.6 纪维无油涡旋真空泵151

3.5.7 华特HTFB复合分子泵153

3.5.8 上海真空泵厂真空泵153

3.5.9 南光机器F型分子泵及2XZ型及2X型旋片式真空泵155

3.5.10 国产Z型系列油扩散喷射真空泵156

3.5.11 国产K型系列油扩散真空泵156

3.5.12 淄博真空设备厂真空泵163

3.5.13 海乐威真空泵产品164

第4章 真空工程中制冷低温技术应用基础&杨建斌164

4.1 概述167

4.2 低温制冷技术基础概念168

4.3 获得低温的方法170

4.3.1 相变制冷171

4.3.2 气体绝热膨胀制冷171

4.3.3 半导体制冷172

4.4 制冷低温工质及载冷剂172

4.4.1 制冷工质173

4.4.2 载冷剂180

4.4.3 低温工质188

4.4.4 低温工质物性数据193

4.5 蒸气压缩循环制冷231

4.5.1 单级蒸气压缩循环制冷231

4.5.2 复叠式蒸气压缩制冷循环237

4.5.3 内复叠式蒸气压缩制冷循环239

4.6 气体液化制冷技术240

4.6.1 气体液化循环240

4.6.2 低温液体在冷却中的应用243

4.7 气体循环低温制冷技术247

4.7.1 逆布雷顿循环低温制冷系统247

4.7.2 逆斯特林循环制冷系统249

4.7.3 吉福特-麦克马洪（G-M）制冷机251

4.7.4 脉管制冷机253

4.8 制冷设备255

4.8.1 压缩机255

4.8.2 换热器261

4.8.3 节流元件及膨胀机268

4.8.4 辅助设备272

第5章 真空度测量仪器&肖祥正272

5.1 真空计的分类278

5.2 弹性变形真空计279

5.2.1 布尔登规（真空压力表）279

5.2.2 薄膜真空计279

5.3 石英真空计280

5.3.1 石英真空计的工作原理280

5.3.2 石英晶振谐振阻抗的测量280

5.4 热传导真空计281

5.4.1 电阻真空计（皮拉尼真空计）281

5.4.2 热偶真空计283

5.4.3 热传导真空计的优缺点284

5.5 热阴极电离真空计284

5.5.1 普通热阴极电离真空计284

5.5.2 B-A真空计286

5.6 冷阴极磁控放电真空计（潘宁真空计）287

5.7 四极质谱计288

5.7.1 四极质谱计的结构288

5.7.2 四极质谱计的工作原理288

5.7.3 四极质谱计的主要性能指标291

5.7.4 四极质谱计的工作模式293

5.7.5 气体成分的判别293

5.7.6 分压力的计算296

5.8 真空质量监控仪296

5.8.1 工作原理297

5.8.2 系统的标准配置297

5.8.3 835VQM质谱仪的特性299

5.9 国产各类真空计主要技术性能300

5.10 质量流量计306

5.10.1 MFC用途和特点306

5.10.2 热式MFC工作原理306

5.10.3 MFC使用307

5.10.4 国内外MFC发展状况介绍307

5.10.5 MFC在真空设备中的典型应用和注意事项308

5.10.6 北京七星华创电子股份有限公司质量流量计308

第6章 低温测试技术&石芳录308

6.1 概述312

6.1.1 低温范围划分及获得312

6.1.2 温度标准与传递313

6.2 低温温度测量315

6.2.1 低温温度计原理及分类315

6.2.2 低温温度计的选型及应用316

6.2.3 几种常用低温温度计317

6.2.4 低温温度测试技术的最新发展334

6.3 低温介质液面测量336

6.3.1 浮子式液面计336

6.3.2 压差式液面计337

6.3.3 电容式液面计339

6.3.4 电阻式液面计340

6.3.5 超声波液面计342

6.4 低温介质流量测量343

6.4.1 节流式流量计343

6.4.2 涡轮流量计344

6.4.3 涡街流量计346

6.4.4 螺翼式流量计348

6.4.5 超声流量计349

6.4.6 热式和角动量式流量计（质量流量计）349

6.4.7 低温流量计的标定350

第7章 真空与低温技术中的热计算基础&刘玉魁350

7.1 热传导354

7.1.1 通过平壁的导热355

7.1.2 圆筒壁的导热355

7.1.3 各种类型热传导简图及热量计算公式355

7.1.4 金属材料热导率358

7.1.5 非金属材料热导率359

7.1.6 保温材料的热导率361

7.1.7 接触热阻362

7.2 低压下气体分子热传导363

7.3 辐射传热366

7.3.1 一个表面被另一个表面全包围辐射换热367

7.3.2 两平行表面之间辐射换热367

7.3.3 两个表面之间置入n块辐射屏368

7.3.4 各种材料的发射率368

7.4 辐射换热角系数及其基本特性375

7.4.1 辐射换热角系数概念375

7.4.2 辐射换热角系数基本特性375

7.4.3 微元面对有限面的角系数376

7.4.4 有限面对有限面的角系数380

7.5 对流换热384

7.5.1 计算传热系数所用特征数385

7.5.2 传热系数计算基本公式386

7.5.3 管内受迫流动换热关联式388

7.5.4 外掠单管换热准则关联式389

7.5.5 外掠管束389

7.5.6 热计算用的气体及液体物理性质390

7.5.7 流体沿平板及圆板自然对流与强迫对流时传热系数计算393

7.5.8 空气中自然对流传热系数394

7.6 真空绝热394

7.6.1 高真空绝热394

7.6.2 真空多孔绝热394

第8章 真空管路的流导计算&刘玉魁398

8.1 气体流量、流阻、流导的基本公式398

8.2 流量单位398

8.3 应用列线图和曲线计算管道串联时的流导和泵的有效抽速399

8.4 气体沿管道的流动状态400

8.4.1 湍流400

8.4.2 黏滞流400

8.4.3 分子流401

8.4.4 黏滞-分子流401

8.4.5 湍流与黏滞流的判别401

8.4.6 黏滞流、黏滞-分子流和分子流的判别402

8.5 黏滞流时孔的流导402

8.6 分子流时孔的流导403

8.6.1 圆孔403

8.6.2 矩形薄壁窄缝404

8.6.3 管道中隔板上的小孔405

8.6.4 缩孔405

8.7 黏滞流时管道的流导406

8.7.1 圆截面长管406

8.7.2 圆截面短管407

8.7.3 矩形及正方形截面管道407

8.7.4 环形截面管道409

8.7.5 偏心圆环409

8.7.6 椭圆形截面管道410

8.7.7 径向辐射流结构流导410

8.7.8 各种气体的流导关系411

8.8 分子流时管道的流导412

8.8.1 圆截面长管412

8.8.2 圆截面短管413

8.8.3 环形截面管道414

8.8.4 椭圆形截面管道414

8.8.5 锥形管道415

8.8.6 扁缝形管道415

8.8.7 矩形管道416

8.8.8 等边三角形截面管道417

8.8.9 变截面及匀截面管道417

8.8.10 弯管418

8.8.11 径向辐射流结构的流导418

8.8.12 各种气体的管道流导关系418

8.9 分子流、黏滞流时对20℃空气，孔和管道的流导汇总419

8.10 黏滞-分子流时管道的流导421

8.10.1 圆截面管道421

8.10.2 矩形截面管道422

8.11 以克劳辛系数计算管道流导423

8.12 挡板的流导424

8.13 用传输概率计算流导426

8.14 分子流下复杂管路的流导和传输概率431

8.14.1 两截面相同的管道串联431

8.14.2 两截面相同的管道中间连接一个大容器431

8.14.3 管道与小孔组合后的传输概率432

8.14.4 两管道中间有小孔时管路传输概率432

8.14.5 两个截面不同的管道串联后的传输概率432

第9章 真空系统的设计&刘玉魁432

9.1 真空系统设计原则433

9.2 真空系统设计中的主要参数435

9.2.1 真空室的极限压力435

9.2.2 真空室的工作压力435

9.2.3 真空室抽气口处泵的有效抽速436

9.3 真空室抽气时间计算438

9.3.1 低真空及中真空下抽气时间计算438

9.3.2 高真空下抽气时间计算443

9.3.3 真空室压力下降至初始压力的1/2、1/10和1/e时的抽气时间444

9.4 稳定或瞬变过程的平衡压力444

9.5 细长真空室内压力分布444

9.6 选泵抽速及前级泵配置445

9.6.1 主泵选择及抽速计算445

9.6.2 前级泵的配置及抽速确定446

9.6.3 粗抽泵抽速确定448

9.7 油扩散泵抽气系统448

9.7.1 扩散泵抽气系统的构成448

9.7.2 油封真空泵的运行449

9.7.3 扩散泵的运行452

9.8 涡轮分子泵抽气系统455

9.8.1 涡轮分子泵抽气系统的构成455

9.8.2 涡轮分子泵抽气系统运行456

9.9 溅射离子泵抽气系统457

9.9.1 溅射离子泵抽气系统的构成457

9.9.2 溅射离子泵抽气系统的运行458

9.9.3 溅射离子泵的使用与维护459

9.9.4 分子筛吸附泵的使用与维护459

9.10 低温泵抽气系统460

9.10.1 低温泵抽气系统的构成460

9.10.2 低温泵抽气系统运行461

9.11 超高真空系统设计462

9.11.1 超高真空与高真空系统设计462

9.11.2 材料选择462

9.11.3 表面化学清洗及烘烤463

9.11.4 抽气技术464

9.11.5 超高真空装置实例465

9.12 气冷式直排大气罗茨泵抽气系统468

9.12.1 气冷罗茨泵选型影响因素469

9.12.2 气冷罗茨泵组的极限压力及工作压力470

9.13 罗茨真空泵机组470

9.13.1 概述470

9.13.2 国产罗茨真空泵机组技术性能、曲线、外形尺寸474

9.14 扩散泵真空机组490

9.14.1 概述490

9.14.2 国产扩散泵真空机组外形尺寸与基本参数490

第10章 真空容器设计&刘玉魁490

10.1 真空容器设计原则500

10.1.1 真空容器总体设计要求500

10.1.2 真空容器的焊接要求501

10.1.3 真空容器检漏501

10.1.4 圆筒体的形位偏差501

10.1.5 真空室门的设计502

10.1.6 真空室水冷套设计504

10.1.7 真空室中换热计算505

10.2 真空容器强度计算507

10.2.1 薄壳507

10.2.2 设计压力507

10.2.3 壁厚附加量507

10.2.4 容器的最小壁厚508

10.2.5 许用应力508

10.2.6 焊缝系数509

10.2.7 开孔削弱系数510

10.3 真空容器壳体壁厚计算511

10.3.1 圆筒形壳体511

10.3.2 球形壳体514

10.3.3 锥形壳体515

10.3.4 箱形壳体515

10.4 外压圆筒和球壳壁厚计算公式520

10.4.1 外压圆筒和外压管子520

10.4.2 外压球壳523

10.5 外压圆筒体加强圈设计530

10.5.1 概述530

10.5.2 图表法计算加强圈530

10.6 容器开孔补强设计531

10.6.1 概述531

10.6.2 封头开孔补强532

10.6.3 外压容器的开孔补强533

10.6.4 内压圆筒体开孔补强533

10.6.5 开孔补强计算533

10.6.6 并联开孔的补强534

10.6.7 补强方法534

10.6.8 加强圈535

10.7 外压封头壁厚计算539

10.7.1 外压球形封头539

10.7.2 外压凸形封头539

10.7.3 锥形封头541

10.7.4 平盖541

10.7.5 井字加强圆形球盖544

10.8 受压平板的应力与挠度计算545

10.8.1 概述545

10.8.2 矩形平板中心应力及挠度545

10.8.3 圆形平板中心应力与挠度547

10.8.4 圆环形平板548

10.8.5 受压平板应用示例552

10.9 容器支撑结构焊缝强度计算555

10.9.1 焊缝受力计算555

10.9.2 焊缝受力应用示例557

10.10 容器封头558

10.10.1 容器封头的类型代号及标记方法（摘自JB/T4746—2002）558

10.10.2 封头成型厚度减薄率允许值559

10.10.3 容器封头直边的倾斜度、外圆周公差及内直径公差560

10.10.4 容器封头内表面积、容积与质量计算561

10.11 椭圆形及碟形封头绘制596

10.11.1 椭圆形封头绘制596

10.11.2 碟形封头绘制597

10.11.3 椭圆封头上某一点精确位置确定598

第11章 低温容器设计&刘玉魁598

11.1 低温容器设计要点599

11.2 容器几何尺寸优化600

11.3 胆及外壳壁厚计算602

11.3.1 内胆为圆筒形壳体602

11.3.2 内胆为球形壳体602

11.3.3 内压封头壁厚计算602

11.4 内胆壁厚计算数据表605

11.5 低温容器的换热计算609

11.5.1 低温容器的换热方式609

11.5.2 气体导热610

11.5.3 真空中支撑结构的传热610

11.5.4 杜瓦瓶颈管冷损611

11.5.5 热辐射引起的冷损611

11.5.6 低温容器绝热结构611

11.6 低温容器制造主要工艺613

11.6.1 低温容器的粘接工艺613

11.6.2 低温容器使用的吸附剂614

11.6.3 绝热结构安装618

11.7 低温容器绝热材料618

11.7.1 堆积类绝热材料618

11.7.2 粉末材料619

11.7.3 真空多层绝热材料620

11.8 低温容器类型621

11.8.1 高真空绝热容器621

11.8.2 真空粉末绝热低温容器621

11.8.3 真空多层绝热低温容器626

11.9 液氮生物容器627

第12章 真空容器的分析设计&柏树627

12.1 应力分析629

12.2 应力分类630

12.2.1 一次应力630

12.2.2 二次应力630

12.2.3 峰值应力630

12.2.4 各类应力的应力强度许用值631

12.3 真空容器的结构失稳631

12.4 真空容器的有限元分析631

12.4.1 有限元法简介631

12.4.2 ANSYS简介633

12.5 Workbench平台介绍636

12.6 真空容器分析设计实例637

12.6.1 几何建模、网格与单元637

12.6.2 载荷与约束的施加638

12.6.3 计算结果638

12.6.4 容器稳定性分析640

12.6.5 小结641

第13章 真空阀门&魏迎春641

13.1 概述642

13.2 真空阀门的型号编制、型式及基本参数643

13.3 电磁真空带充气阀645

13.3.1 电磁真空带充气阀原理与用途645

13.3.2 电磁真空带充气阀行业标准（摘自JB/T 6446—2004）645

13.4 电磁高真空挡板阀646

13.4.1 电磁高真空挡板阀原理与用途646

13.4.2 电磁高真空挡板阀行业标准（摘自JB/T 6446—2004）646

13.5 电磁高真空充气阀647

13.5.1 电磁高真空充气阀原理与用途647

13.5.2 电磁高真空充气阀行业标准（摘自JB/T 6446—2004）647

13.6 高真空微调阀647

13.6.1 高真空微调阀原理与用途647

13.6.2 高真空微调阀行业标准（摘自JB/T 6446—2004）648

13.7 高真空隔膜阀648

13.7.1 高真空隔膜阀与用途648

13.7.2 高真空隔膜阀行业标准（摘自JB/T 6446—2004）649

13.8 高真空蝶阀650

13.8.1 高真空蝶阀原理与用途650

13.8.2 高真空蝶阀行业标准（摘自JB/T 6446—2004）650

13.9 高真空挡板阀651

13.9.1 高真空挡板阀原理与用途651

13.9.2 高真空挡板阀行业标准（摘自JB/T 6446—2004）651

13.10 高真空插板阀652

13.10.1 高真空插板阀原理与用途652

13.10.2 高真空插板阀行业标准（摘自JB/T 6446—2004）652

13.11 真空球阀653

13.11.1 真空球阀原理与用途653

13.11.2 真空球阀行业标准（摘自JB/T 6446—2004）654

13.12 超高真空挡板阀655

13.12.1 超高真空挡板阀原理与用途655

13.12.2 超高真空挡板阀行业标准（摘自JB/T 6446—2004）655

13.13 超高真空插板阀655

13.13.1 超高真空插板阀原理与用途655

13.13.2 超高真空插板阀行业标准（摘自JB/T 6446—2004）656

13.14 国产真空阀657

13.14.1 北票真空设备有限公司真空阀门657

13.14.2 川北科技（北京）公司真空阀门665

第14章 低温阀门&刘伟成671

14.1 概述671

14.2 分类671

14.3 阀门术语（摘自GB/T 21465—2008）672

14.3.1 阀门类别（中英文对照）672

14.3.2 结构及零件（中英文对照）672

14.3.3 其他术语（中英文对照）673

14.3.4 参数及定义674

14.4 型号编制和代号表示方法（摘自JB/T 308—2004）675

14.4.1 阀门的型号编制方法675

14.4.2 编制顺序675

14.4.3 阀门代号675

14.4.4 命名及示例679

14.5 阀门主要零件材料679

14.5.1 阀体、阀盖和阀板（阀瓣）680

14.5.2 密封面材料680

14.5.3 阀杆材料681

14.5.4 阀杆螺母材料681

14.5.5 紧固件、填料及垫片材料682

14.6 低温阀门684

14.6.1 截止阀（摘自GB/T 24925—2010）684

14.6.2 减压阀685

14.6.3 止回阀689

14.6.4 调节阀689

14.6.5 节流阍697

14.6.6 安全阀701

14.6.7 低温球阀709

14.6.8 其他阀门711

14.7 阀门的管理713

14.7.1 储存713

14.7.2 安装713

14.7.3 操作715

14.7.4 维护716

14.7.5 检查717

14.7.6 修理717

14.7.7 常见故障及预防718

第15章 真空法兰&魏迎春718

15.1 概述721

15.2 橡胶密封法兰722

15.2.1 橡胶密封723

15.2.2 真空密封用橡胶726

15.2.3 橡胶的深冷应用730

15.2.4 国产真空胶管、胶棒、胶板制品731

15.2.5 真空密封的设计732

15.2.6 真空法兰用橡胶密封圈（摘自GB/T 6070—1995）741

15.2.7 氟塑料密封742

15.2.8 橡胶密封真空法兰744

15.3 金属密封法兰767

15.4 真空规管接头783

第16章 低温法兰&刘伟成783

16.1 概述787

16.2 法兰公称尺寸和钢管外径787

16.3 法兰类型和密封面788

16.3.1 法兰类型788

16.3.2 法兰密封面790

16.3.3 密封面的尺寸793

16.3.4 材料793

16.3.5 法兰用垫片及紧固件794

16.3.6 法兰接头选配795

16.3.7 压力-温度额定值795

16.3.8 法兰尺寸796

16.3.9 法兰焊接接头和坡口尺寸807

16.3.10 法兰的尺寸公差809

16.3.11 可配合使用的管法兰标准811

16.4 钢制法兰用非金属平垫片812

16.4.1 垫片材料和使用条件812

16.4.2 垫片材料种类812

16.4.3 垫片使用条件813

16.4.4 垫片型式814

16.4.5 垫片尺寸814

16.5 钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片（PN系列）816

16.6 钢制管法兰用缠绕式垫片（PN系列）817

16.6.1 一般规定817

16.6.2 材料818

16.6.3 尺寸819

16.7 钢制管法兰用具有覆盖层的齿形组合垫（PN系列）820

16.7.1 类型和代号820

16.7.2 齿形组合垫片公称压力和公称尺寸821

16.7.3 齿形组合垫片的使用821

16.7.4 材料821

16.7.5 齿形组合垫尺寸822

16.8 钢制管法兰用紧固件823

16.8.1 紧固件型式、规格和尺寸823

16.8.2 紧固件的使用规定826

16.8.3 管法兰、垫片和紧固件的配合使用827

16.8.4 紧固件长度计算方法827

16.8.5 法兰、垫片、紧固件选配表830

第17章 真空传动轴&颜昌林830

17.1 概述831

17.2 设计要点及要求831

17.3 真空运动导入传动轴833

17.3.1 固体直接接触密封836

17.3.2 金属波纹管密封850

17.3.3 磁力传动密封856

17.3.4 磁流体密封860

17.4 真空环境中的传动轴871

17.4.1 轴的材料872

17.4.2 轴的结构设计873

17.4.3 真空传动轴滚动轴承选择及润滑882

17.5 真空传动轴的装配、调试及检验899

17.5.1 装配过程中的清洁、清洗要求900

17.5.2 传动轴的轴承安装调试901

第18章 真空与低温工程元件&柏树901

18.1 电极引入905

18.1.1 电极引入部件密封的设计要求905

18.1.2 电极引入部件的结构905

18.1.3 陶瓷金属封接电极（摘自SJ 1775—81）911

18.1.4 国产JB型高压电极引线912

18.1.5 国产陶瓷-金属封接电极912

18.1.6 气密封圆形连接器914

18.2 观察窗917

18.2.1 观察窗结构类型917

18.2.2 真空设备观察窗（摘自SJ 1774—81）918

18.2.3 国产玻璃观察窗919

18.3 挡油帽和挡板920

18.3.1 挡油帽920

18.3.2 挡板920

18.4 阱928

18.4.1 分子筛吸附阱928

18.4.2 冷阱930

18.4.3 钛升华阱934

18.4.4 前级预抽管道吸附阱934

18.5 金属波纹管936

18.6 油雾过滤器939

18.7 运动及操作元件939

第19章 真空与低温工程材料&柏树939

19.1 概述944

19.2 真空材料出气945

19.2.1 概述945

19.2.2 金属材料的出气速率946

19.2.3 有机材料的出气速率951

19.2.4 无机材料的出气速率953

19.2.5 高温下的出气总量和气体组分954

19.3 材料的气体渗透与扩散960

19.3.1 概述960

19.3.2 金属材料的渗透系数961

19.3.3 石英、玻璃、陶瓷的渗透系数962

19.3.4 有机材料的渗透系数963

19.4 蒸气压、蒸发（升华）速率965

19.4.1 概述965

19.4.2 材料的蒸气压966

19.4.3 蒸发（升华）速率972

19.5 常用真空材料974

19.5.1 金属及合金975

19.5.2 玻璃、石英和陶瓷987

19.5.3 石墨、云母材料989

19.5.4 塑料材料991

19.5.5 真空用橡胶材料998

19.5.6 真空泵油、脂及封蜡1001

19.5.7 吸附剂及吸气剂1008

19.5.8 高温真空装置材料1015

19.6 低温材料的热物理性质1020

19.6.1 低温用绝热材料1020

19.6.2 材料的低温物理性能1024

第20章 容器检漏&肖祥正1024

20.1 概述1028

20.2 容器上容易产生泄漏的部位1028

20.3 检漏中用到的基本概念1029

20.3.1 漏率及其单位1029

20.3.2 影响漏率大小的因素1030

20.3.3 标准漏率1032

20.3.4 允许漏率1032

20.3.5 灵敏度与最小可检漏率1034

20.3.6 仪器的反应时间、清除时间及其校准方法1037

20.3.7 逆流检漏仪1038

20.3.8 气体通过漏孔的流动状态及其判别方法1039

20.3.9 气体通过漏孔的漏率计算1041

20.4 容器检漏工艺要求1044

20.5 真空容器检漏方法1045

20.5.1 氦质谱检漏技术1045

20.5.2 四极质谱计检漏法1048

20.5.3 真空计检漏法1049

20.5.4 真空容器总漏率测试1051

20.6 压力容器检漏方法1055

20.6.1 氦质谱检漏法1055

20.6.2 气泡法1058

20.6.3 氨检漏法1062

20.6.4 声波检漏法1064

20.6.5 氢气混合气检漏1067

20.6.6 红外线吸收法检漏技术1068

20.6.7 压力容器总漏率测试1071

20.7 国内外氦质谱检漏仪产品介绍1083

第21章 真空低温工程中的焊接技术&刘玉魁1083

21.1 真空与低温容器焊接要点1090

21.1.1 焊接通用工艺原则1090

21.1.2 真空及低温容器焊接规程1090

21.1.3 真空和低温容器焊接要求1092

21.2 焊接方法及特点1094

21.2.1 焊接方法分类1094

21.2.2 常用焊接方法选择1094

21.2.3 金属材料适用焊接方法1096

21.3 金属的可焊性1096

21.3.1 钢的可焊性1096

21.3.2 有色金属可焊性1097

21.3.3 异种金属间的可焊性1098

21.3.4 异种金属材料间焊接适宜的焊接手段1099

21.4 焊接材料的选择1104

21.4.1 焊接材料的作用1104

21.4.2 选择焊条的基本原则1106

21.4.3 焊丝的选择要点1107

21.4.4 焊剂配用焊丝及用途1107

21.4.5 几种常用钢的焊条选择1108

21.4.6 焊丝的选择1116

21.4.7 焊剂的选择1124

21.5 电弧焊1128

21.5.1 焊条电弧焊1128

21.5.2 埋弧焊1136

21.6 钨极气体保护焊1138

21.6.1 钨极氩弧焊1138

21.6.2 钨极气体保护焊设备1140

21.6.3 钨极氩弧焊保护气体1143

21.6.4 钨极氩弧焊焊丝选择1144

21.6.5 钨极氩弧焊重要工艺1145

21.6.6 钨极氩弧焊典型材料的焊接参数1150

21.6.7 钨极氩弧焊常见缺陷及预防措施1153

21.7 熔化极氩弧焊1155

21.7.1 工作原理及应用1155

21.7.2 焊前清理1155

21.7.3 熔化极氩弧焊常用焊接参数1156

21.7.4 熔化极气体保护焊常见缺陷及预防措施1165

21.7.5 熔化极焊机常见故障及排除方法1166

21.8 二氧化碳气体保护焊1168

21.8.1 原理及应用范围1168

21.8.2 二氧化碳气体保护焊焊接工艺要点1169

21.8.3 二氧化碳气体保护焊常见缺陷及预防措施1171

21.9 等离子弧焊1172

21.9.1 概述1172

21.9.2 等离子弧焊机的构成1174

21.9.3 等离子弧焊机常见故障1176

21.9.4 微束等离子弧焊1176

21.9.5 等离子弧焊的缺陷及防止措施1177

21.10 激光焊1177

21.10.1 激光焊接基本原理1177

21.10.2 激光焊的特点1178

21.10.3 激光焊的分类及应用1179

21.10.4 激光器的选择1179

21.10.5 激光焊接的保护气体1180

21.10.6 激光焊接头形式1181

21.10.7 激光焊的应用1181

21.11 电子束焊1183

21.11.1 电子束焊接原理及应用1183

21.11.2 电子束焊接的特点1183

21.11.3 电子束焊接头1184

21.11.4 电子束焊的应用1184

21.11.5 电子束焊重要工艺措施1184

21.11.6 电子束焊的缺陷及预防1186

21.12 钎焊1186

21.12.1 钎焊原理及特点1186

21.12.2 钎焊方法及应用1187

21.12.3 钎焊接头形式1189

21.12.4 钎缝间隙的确定1190

21.12.5 钎料1191

21.12.6 钎剂1198

21.13 真空钎焊1199

21.13.1 真空钎焊原理1199

21.13.2 真空钎焊的特点1200

21.13.3 真空钎焊主要工艺参数1200

21.13.4 影响真空钎焊质量的重要因素1202

21.14 真空扩散焊1203

21.14.1 真空扩散焊原理1203

21.14.2 真空扩散焊的特点及应用1203

21.14.3 真空扩散焊设备的构成1204

21.14.4 各种材料扩散焊的可能性1204

21.14.5 真空扩散焊钎料选择1205

21.14.6 真空扩散焊重要工艺1205

21.15 异种材料的焊接1207

21.15.1 异种材料焊接影响因素1207

21.15.2 性能相异的材料之间焊接难点1208

21.15.3 异种材料焊接选用的焊接方法1208

21.15.4 异种材料焊接母材分类1211

21.15.5 异种材料电弧焊时焊材及预热温度回火温度的选择1212

21.15.6 异种钢材的气体保护焊焊材选择1215

21.15.7 奥氏体不锈钢与珠光体耐热钢焊接时焊材选择1216

21.15.8 铜与铝的钎焊1216

21.15.9 铜与钼的焊接1219

21.15.10 铜与钨的焊接1219

21.15.11 钼与钨的焊接1220

21.16 金属与陶瓷的焊接1220

21.16.1 陶瓷的一般特性1220

21.16.2 钎焊1221

21.16.3 真空扩散焊1223

21.16.4 陶瓷与金属的电子束焊接1225

21.17 低温用钢及其焊接1226

21.17.1 低温用钢分类1226

21.17.2 低温用钢主要种类1227

21.17.3 低温用钢采用的焊接方法1231

21.17.4 低温用钢焊条电弧焊1231

21.17.5 埋弧焊1233

21.17.6 钨极惰性气体保护焊1234

21.17.7 熔化极气体保护电弧焊1235

21.17.8 低温用钢焊接工艺1236

21.17.9 低温高合金钢的焊接1239

第22章 真空清洁处理&刘玉魁1239

22.1 清洁处理的目的1242

22.2 真空容器中污染物的来源1243

22.3 清洁处理要求1243

22.3.1 功能要求1243

22.3.2 对清洗及安装人员要求1243

22.3.3 清洗环境要求1244

22.3.4 真空装置清洁要求1244

22.4 清洁处理主要方法1244

22.4.1 机械清理1244

22.4.2 有机溶剂除油1244

22.4.3 化学侵蚀清除氧化层1246

22.4.4 电化学清洗1247

22.4.5 电化学抛光1247

22.4.6 超声波清洗1249

22.5 特殊清洗方法1250

22.5.1 辉光放电清洗1250

22.5.2 氮气冲洗1250

22.5.3 氟利昂蒸气清洗1251

22.5.4 烧氢清除金属表面氧化物1252

22.5.5 紫外辐照除污染1252

22.5.6 真空烘烤出气1253

22.6 常用材料清理方法1254

22.6.1 清除金属氧化物1254

22.6.2 常用非金属材料的清洗1257

22.7 降低不锈钢材料出气的手段1257

22.7.1 不锈钢出气特性1258

22.7.2 降低不锈钢出气率的手段1259

22.8 空间模拟室清洁处理1260

22.8.1 清洁要求1260

22.8.2 污染控制方法1261

22.9 真空中污染的检测1261

22.9.1 除油清洁度检验方法1261

22.9.2 污染检测仪器1261

22.10 安装环境洁净度1262

第23章 航天器空间环境模拟设备&刘玉魁 杨建斌1262

23.1 航天器空间环境1263

23.1.1 地球大气层1263

23.1.2 真空环境1264

23.1.3 原子氧环境1265

23.1.4 航天器太阳辐射环境1265

23.1.5 空间低温环境1266

23.1.6 太阳紫外线辐射1266

23.1.7 空间粒子辐照环境1266

23.1.8 空间等离子体环境1267

23.2 空间环境模拟方法简述1267

23.2.1 航天器真空热环境模拟1268

23.2.2 真空中放电模拟1268

23.2.3 原子氧模拟1269

23.2.4 空间紫外线模拟1269

23.2.5 机械构件冷焊模拟1270

23.2.6 粒子辐照模拟1270

23.2.7 空间等离子体使航天器带电模拟1270

23.3 航天器真空热环境模拟设备1271

23.3.1 空间热真空环境1271

23.3.2 ZM系列热真空环境模拟试验设备1272

23.3.3 ZM3000空间环境模拟试验设备1275

23.3.4 ZM4300光学遥感器空间环境模拟设备1277

23.3.5 KM空间模拟器1281

23.4 航天器热环境模拟设备通用技术条件1295

23.4.1 术语和定义1295

23.4.2 技术要求1296

23.4.3 结构设计要求1298

23.4.4 制造要求1302

23.4.5 安全防护要求1304

23.4.6 检验规则1304

23.4.7 主要技术参数测试方法1305

23.5 太阳模拟器1307

23.5.1 太阳模拟器的构成1307

23.5.2 太阳模拟器各种光学器件的作用1308

23.5.3 太阳模拟器的冷却1309

23.5.4 各国太阳模拟器简介1309

23.6 空间光学遥感器试验设备1311

23.6.1 试验设备组成1312

23.6.2 真空抽气系统1313

23.6.3 主要组件设计1313

23.6.4 试验结果1315

23.6.5 设备特点1315

23.7 红外遥感器辐射定标设备1316

23.7.1 F3H红外定标空间环境模拟设备1316

23.7.2 NASA辐射定标设备1317

23.7.3 Los Alamos国家实验室辐射定标设备1318

23.7.4 Lockheed公司辐射定标设备1318

23.7.5 法国Orsay太空红外观测相机（ISOCAM）辐射定标设备1319

23.8 空间等离子体环境模拟设备1320

23.8.1 空间等离子体参数1320

23.8.2 空间等离子体环境模拟设备基本构成1321

23.8.3 INAF-IFSI等离子体环境模拟实验系统1321

23.8.4 法国JONAS地面等离子体环境模拟实验系统1322

23.8.5 美国SPSC地面等离子体环境模拟实验系统1323

23.9 空间粒子辐射环境模拟装置1324

23.9.1 太阳电池电子辐照模拟装置1324

23.9.2 热控涂层质子辐照装置及评价1325

23.9.3 CCD粒子辐照源及试验评价1327

23.10 空间原子氧模拟装置1328

23.10.1 原子氧模拟设备的构造1329

23.10.2 原子氧／紫外辐照效应1330

23.11 航天器热控涂层材料综合环境试验装置1331

23.12 航天材料出气及质损试验设备1332

23.12.1 空间真空环境对材料的影响1332

23.12.2 航天器用材料出气筛选的主要指标1332

23.12.3 航天器用材料出气筛选的试验方法标准及材料出气筛选的取舍判据1333

23.12.4 航天器用材料出气筛选的异位测试1333

23.12.5 航天器用材料出气筛选的原位测试1336

23.13 空间活动部件冷焊试验设备1337

23.13.1 冷焊模拟设备1337

23.13.2 超高真空防冷焊评价试验设备1338

23.14 亚暴环境模拟设备1341

23.14.1 磁层亚暴环境及等离子体注入1341

23.14.2 环境参数的确定1341

23.14.3 亚暴环境模拟设备1342

23.15 电推进器综合性能试验设备1344

23.15.1 电推进器试验设备基本要求1344

23.15.2 英国离子电推进系统寿命试验设备1344

23.15.3 美国离子电推进系统寿命试验设备简介1346

23.15.4 意大利离子电推进系统寿命试验设备简介1347

23.16 电推进器阴极试验装置1347

23.16.1 美国电推进器阴极试验装置1348

23.16.2 25cmXIPS阴极发射及点火性能评价装置1348

23.16.3 英国T6阴极试验装置1350

23.17 火箭发动机模拟试验设备1350

23.17.1 固体火箭发动机点火模拟设备1350

23.17.2 激光点火模拟设备1351

23.17.3 火箭发动机高空试车台1351

23.17.4 姿态调整火箭高空试车台1353

第24章 真空应用装置&刘玉魁 高俊旺1353

24.1 真空环境制备纳米材料1355

24.1.1 概述1355

24.1.2 纳米半导体薄膜制备1355

24.1.3 银纳米颗粒与薄膜制备1356

24.1.4 纳米颗粒铜薄膜制备1357

24.1.5 真空冷冻干燥方法制备纳米粉1358

24.2 真空绝热板1361

24.2.1 真空绝热板结构1361

24.2.2 影响真空绝热板内真空度的因素1362

24.2.3 真空度对热导率的影响1363

24.2.4 真空绝热板的寿命1365

24.2.5 真空绝热板封装设备真空抽气机组1366

24.3 真空玻璃1366

24.3.1 真空玻璃的特点1366

24.3.2 真空玻璃的隔热性能1367

24.3.3 真空玻璃的隔声性能1369

24.3.4 真空玻璃的寿命1369

24.3.5 真空玻璃生产设备1370

24.4 幕墙玻璃1371

24.4.1 普通玻璃的光学性能1371

24.4.2 镀膜玻璃的隔热性能1371

24.4.3 幕墙玻璃的种类1372

24.4.4 中空玻璃1375

24.5 真空中沉积薄膜1376

24.5.1 概述1376

24.5.2 真空蒸发镀膜1377

24.5.3 蒸发卷绕式镀膜机1387

24.5.4 真空溅射镀膜1388

24.5.5 离子镀膜1397

24.5.6 化学气相沉积（CVD）制作薄膜1405

24.5.7 各种化合物薄膜及形成方法1416

24.5.8 真空镀膜设备国家标准1419

24.5.9 国产真空镀膜设备概况1425

24.6 分子束外延设备1434

24.6.1 概述1434

24.6.2 独立束源快速换片型分子束外延设备1435

24.6.3 对真空的要求1435

24.6.4 清洁的超高真空抽气系统1436

24.6.5 几个重要部件的真空问题1436

24.7 离子束刻蚀技术1437

24.7.1 概述1437

24.7.2 工作原理1438

24.7.3 技术性能1439

24.7.4 结构特点1441

24.7.5 离子源及真空系统设计要点1444

24.7.6 电源和控制系统设计要点1448

24.7.7 离子束刻蚀工艺1450

24.7.8 国内外离子束刻蚀机概况1453

24.8 电子束离子束表面改性1455

24.8.1 电子束表面改性1455

24.8.2 离子束表面改性1457

24.9 真空冶金炉1461

24.9.1 概述1461

24.9.2 真空电阻炉1462

24.9.3 真空电子束炉1471

24.9.4 真空电弧炉1475

24.9.5 真空感应炉1481

24.9.6 真空炉产品1488

24.10 钢液真空脱气1489

24.10.1 概述1489

24.10.2 钢液真空脱气及排除夹杂原理1489

24.10.3 钢液真空处理方法1490

24.10.4 钢液处理设备设计1494

24.11 真空热处理1500

24.11.1 概述1500

24.11.2 真空退火1500

24.11.3 真空淬火1503

24.11.4 真空渗碳1505

24.11.5 伊普森真空热处理炉1506

24.11.6 HPV-200型高压真空气淬炉1508

24.11.7 真空渗碳炉1510

24.12 离子氮化表面处理1511

24.12.1 概述1511

24.12.2 工作原理1511

24.12.3 辉光离子氮化炉1512

24.12.4 D30型辉光离子氮化炉1513

24.13 真空钎焊1514

24.13.1 概述1514

24.13.2 真空钎焊原理1515

24.13.3 真空钎焊设备1517

24.14 真空电子束焊机1522

24.15 真空冷冻升华干燥1527

24.15.1 概述1527

24.15.2 冷冻升华干燥原理1528

24.15.3 食品冷干设备1530

24.15.4 真空冷冻升华干燥工艺1531

24.15.5 食品冻干机与医药冻干机设计差异1540

24.16 果蔬食品的真空保鲜1543

24.16.1 概述1543

24.16.2 真空预冷保鲜1543

24.16.3 真空包装保鲜食品1548

24.16.4 真空气体置换保鲜1552

24.16.5 真空包装材料1555

24.17 真空包装机1559

24.18 真空膨化1571

24.18.1 真空油炸膨化1571

24.18.2 真空冻干膨化1571

24.18.3 低温高压气流膨化1572

24.18.4 真空微波膨化1572

24.18.5 气流微波膨化1573

24.19 真空气相干燥1573

24.20 真空浸渍1577

24.21 真空蒸馏1584

24.21.1 概述1584

24.21.2 真空蒸馏装置1584

24.21.3 真空蒸馏海水淡化1590

24.21.4 工业锂的真空蒸馏1591

24.22 真空输送1592

24.22.1 真空吊车1592

24.22.2 物料的真空吸送1593

24.22.3 混凝土真空吸水软吸盘1596

24.23 真空过滤1599

24.23.1 概述1599

24.23.2 真空过滤机1599

24.24 加速器真空系统1603

24.24.1 概述1603

24.24.2 高压加速器真空系统1604

24.24.3 6MeV串列加速器真空系统1605

24.24.4 高能同步加速器1606

24.24.5 回旋加速器真空系统1610

24.25 受控核聚变装置1612

24.25.1 概述1612

24.25.2 受控核聚变装置真空环境特点1612

24.25.3 真空室1613

24.25.4 托卡马克装置1614

24.25.5 EAST超导托卡马克装置真空系统1615

24.25.6 HL-2A托卡马克真空系统及烘烤1617

24.25.7 HT-7超导托卡马克第一壁He辉光硼化1619

24.26 真空在核电中的应用1620

24.26.1 概述1620

24.26.2 真空在核电燃料生产中的应用1621

24.26.3 真空在核电设备制造中的应用1622

24.26.4 真空在核电站运行中的应用1623

第25章 基础数据&肖祥正 张英明 刘玉魁1623

25.1 基本物理常数1625

25.2 气体常用数据1627

25.2.1 标准大气的主要组成成分1627

25.2.2 各种单位下的R值及k值1628

25.2.3 常用示踪气体和蒸气在15℃时的物理性质1628

25.2.4 常用气体的有关数据及物理性质1628

25.2.5 一些气体（蒸气）的电离电位1635

25.3 真空用吸附剂材料的性质1635

25.3.1 真空用吸附剂材料规格及技术特性1635

25.3.2 分子筛的规格及技术特性1635

25.3.3 低温下活性炭的吸附容量1636

25.3.4 分子筛、活性炭对气体的吸附量1636

25.3.5 各种固体材料对气体的吸附热1637

25.3.6 几种吸气剂对不同气体的吸附热1637

25.3.7 金属的化学吸附热1638

25.3.8 钛膜对氮、氢、氘的吸附特性1639

25.4 真空中常用金属材料的性质1639

25.4.1 金属材料弹性模量及泊松比1639

25.4.2 材料的线膨胀系数α1639

25.4.3 材料的密度1640

25.4.4 奥氏体不锈钢的力学性能1640

25.4.5 高温下金属的力学性能1641

25.5 真空中常用非金属材料的性能1641

25.5.1 无机物和有机物的特性1641

25.5.2 高熔点氧化物陶瓷的性能1645

25.5.3 高氧化铝陶瓷的性能1647

25.6 常用计量单位1648

25.6.1 国际单位制的基本单位1648

25.6.2 国际单位制的辅助单位1648

25.6.3 国际单位制中具有专门名称的导出单位1648

25.6.4 我国选定的非国际单位制（SI）单位1648

25.6.5 用于构成十进倍数和分数单位的词头1649

25.6.6 法定计量单位定义1649

25.7 常用计量单位换算1652

25.7.1 各种长度单位换算1652

25.7.2 各种面积单位换算1652

25.7.3 各种体积（容积）单位换算1652

25.7.4 质量单位换算1653

25.7.5 力单位换算1654

25.7.6 气体压力单位换算1654

25.7.7 功单位换算1655

25.7.8 各种能量单位换算1655

25.7.9 功率单位换算1655

25.7.10 热能单位换算1655

25.7.11 常用热力学单位换算1656

25.7.12 热流量单位换算1656

25.7.13 热传导系数单位换算1656

25.7.14 分子热传导系数单位换算1656

25.7.15 比热容单位换算1657

25.7.16 温度单位的换算公式1657

25.7.17 黏度单位换算1658

25.7.18 抽速单位换算1658

25.7.19 流量单位换算1658

25.7.20 漏率单位换算（T＝0℃）1659

25.7.21 电磁单位换算1659

25.7.22 平面角单位换算系数1660

25.7.23 功率、能量流及热流单位换算系数1660

25.7.24 电磁学量的CGS制单位、国际单位与SI单位对照1661

25.7.25 不同温标间的换算关系1662

25.7.26 不同温标的绝对零点、水冰点、水三相点及水沸点1662

25.7.27 国际实用温标IPTS-68第二类参考点1663

25.7.28 磅（lb）换算为千克（kg）1663

25.7.29 常衡盎司（oz）换算为千克（kg）1663

25.7.30 英制压力与应力单位换算系数1664

25.7.31 功、能、热量英制单位换算系数1664

25.8 常用量和单位通用符号1665

25.8.1 空间和时间的量和单位1665

25.8.2 周期及其有关现象的量和单位1666

25.8.3 力学的量和单位1666

25.8.4 热学的量和单位1667

25.8.5 电学和磁学的量和单位1668

25.8.6 光及有关电磁辐射的量和单位1670

25.8.7 物理化学和分子物理学常用量和单位1672

25.9 真空及航天相关标准1672

25.9.1 国内真空技术标准目录1672

25.9.2 国内外泄漏检测标准目录1676

25.9.3 国内航天器空间环境模拟试验设备及军用装备相关试验标准1680

致谢1682

参考文献1685