真空(kōng)凍(dòng)幹科(kē)學(xué)的(dí)應用領域(yù)

　　真(zhēn)空鍍膜技(jì)術是(shì)真空(kōng)應用(yòng)技(jì)術的一(yī)個重(zhòng)要分支(zhī)，它(tā)已廣泛(fàn)地應(yīng)用(yòng)於光(guāng)學(xué)，電(diàn)子(zǐ)學，能源(yuán)開(kāi)發，理化儀器，建築機(jī)械，包(bāo)裝(zhuāng)，民用製品，表麵科學以及(jí)科學研究等(děng)領域中(zhōng)。真(zhēn)空鍍(dù)膜所采(cǎi)用(yòng)的方(fāng)法(fǎ)主要有(yǒu)蒸發鍍(dù)，濺(jiàn)射(shè)鍍，離(lí)子鍍，束(shù)流沉(chén)積鍍以及分(fēn)子(zǐ)束(shù)外(wài)延等(děng)。此(cǐ)外還(huán)有(yǒu)化(huà)學氣相沉(chén)積(jī)法。如果從(cóng)真空鍍(dù)膜的目的是(shì)為了改(gǎi)變物質表(biǎo)麵的(dí)物理(lǐ)，化(huà)學性能的話，這(zhè)一(yī)技術又是(shì)真空表(biǎo)麵處理技術(shù)中(zhōng)的重要組(zǔ)成(chéng)部(bù)分，其分類如表 6 所(suǒ)示(shì)。現就其(qí)幾個主要(yào)應用(yòng)方麵做(zuò)一(yī)簡單(dān)介(jiè)紹。首(shǒu)先(xiān)在(zài)光學(xué)方(fāng)麵(miàn)，一塊(kuài)光學(xué)玻璃或石英(yīng)表麵(miàn)上鍍(dù)一(yī)層(céng)或(huò)幾(jī)層不(bù)同(tóng)物(wù)質的薄膜後，即(jí)可成為高(gāo)反射(shè)或無(wú)反射(即增(zēng)透膜)或者(zhě)作任(rèn)何預期比例的(dí)反射(shè)或(huò)透射(shè)材料(liào)，也可以(yǐ)作(zuò)成對某(mǒu)種(zhǒng)波(bō)長的吸收(shōu)，而對另一(yī)種波長的透(tòu)射的濾色(sè)片。高反(fǎn)射膜從(cóng)大(dà)口(kǒu)徑的(dí)天文(wén)望遠鏡和(hé)各種激光器開始，一直到新型建築物的大(dà)窗(chuāng)鍍膜(mó)茉(mò)莉(lì)，都很需要。增透膜則大量用(yòng)於照相和(hé)各種激(jī)光(guāng)器開(kāi)始(shǐ)，一直(zhí)到(dào)新(xīn)型建(jiàn)築(zhù)物(wù)的大窗(chuāng)鍍(dù)膜玻(bō)璃，都很需(xū)要(yào)。增(zēng)透(tòu)膜則(zé)大量用於(yú)照(zhào)相機(jī)和電(diàn)視(shì)攝(shè)象(xiàng)機(jī)的鏡(jìng)頭上(shàng)。在(zài)電子(zǐ)學(xué)方麵真空鍍膜更占有(yǒu)極為(wéi)重要的地(dì)位(wèi)。各種(zhǒng)規(guī)模(mó)的繼承電路(lù)。包括存貯器，運算器(qì)，告訴邏輯(jí)元件(jiàn)等(děng)都要(yào)采用(yòng)導電(diàn)膜，絕(jué)緣膜(mó)和保護膜(mó)。作為(wéi)製備電路(lù)的掩膜(mó)則用到(dào)鉻膜。磁帶，磁盤(pán)，半導體(tǐ)激光(guāng)器，約瑟(sè)夫(fū)遜(xùn)器件，電(diàn)荷耦合器件(jiàn)( CCD )也都(dū)甬道(dào)各(gè)種薄膜。在顯(xiǎn)示器件方(fāng)麵，錄象(xiàng)磁(cí)頭(tóu)，高密度(dù)錄(lù)象帶以及平麵(miàn)顯(xiǎn)示(shì)裝(zhuāng)置的(dí)透明(míng)導電膜，攝像管(guǎn)光(guāng)導(dǎo)膜，顯示(shì)管熒(yíng)光屏的鋁襯(chèn)等也都(dū)是采(cǎi)用真(zhēn)空鍍(dù)膜(mó)法(fǎ)製備。在元件(jiàn)方(fāng)麵(miàn)，在真(zhēn)空(kōng)中(zhōng)蒸發(fā)鎳鉻(gè)，鉻(gè)或(huò)金(jīn)屬(shǔ)陶瓷(cí)可(kě)以(yǐ)製造(zào)電阻，在(zài)塑料上蒸(zhēng)發鋁，一氧(yǎng)化矽，二(èr)氧化鈦等(děng)可以製造電容(róng)器，蒸(zhēng)發(fā)硒(xī)可以(yǐ)得到(dào)靜(jìng)電復印(yìn)機用(yòng)的(dí)硒(xī)鼓，蒸發鈦酸(suān)鋇可(kě)以(yǐ)製造磁致(zhì)伸縮的(dí)起聲(shēng)元件等等。真空(kōng)蒸發還可(kě)以用於製(zhì)造(zào)超導膜(mó)和慣(guàn)性(xìng)約束(shù)巨變反(fǎn)應(yīng)用的微(wēi)珠(zhū)鍍層。此(cǐ)外還可(kě)以(yǐ)對珠寶(bǎo)，鐘(zhōng)表外殼表麵，紡(fǎng)織品金(jīn)屬花紋，金(jīn)絲(sī)銀(yín)絲綫等蒸鍍裝(zhuāng)飾(shì)用(yòng)薄膜(mó)，以及(jí)采用濺射鍍或離(lí)子(zǐ)鍍(dù)對(duì)刀(dāo)具(jù)，模具等(děng)製(zhì)造(zào)超硬膜。近兩年(nián)內所(suǒ)興起(qǐ)的多(duō)弧離子鍍(dù)製備(bèi)鈦金製(zhì)品(pǐn)，如不鏽鋼薄板(bǎn)，鏡(jìng)麵板，包柱，扶(fú)手(shǒu)，床托(tuō)架，樓梯欄杆等目前(qián)正(zhèng)在(zài)盛行。

表6 真(zhēn)空表(biǎo)麵處(chǔ)理技術的分類(lèi)

5，真空在食品包裝(zhuāng)及冷(lěng)凍(dòng)幹(gān)燥(zào)工業(yè)中(zhōng)的(dí)應(yīng)用(yòng)

　　近二十(shí)年來(lái)利(lì)用真空(kōng)氣氛(fēn)對食品進(jìn)行保鮮(xiān)的(dí)包裝技術發展較(jiào)快。因(yīn)為(wéi)這種包裝(zhuāng)不但(dàn)具有(yǒu)免(miǎn)除(chú)氧氣使食品不易腐爛(làn)變質，貼(tiē)體和(hé)充氣包裝(zhuāng)即(jí)可(kě)不受昆(kūn)蟲(chóng)危(wēi)害又(yòu)可(kě)抑製(zhì)黴(méi)菌(jūn)生長(cháng)，可(kě)提(tí)高和延長食品(pǐn)保(bǎo)鮮程度(dù)和存(cún)放(fàng)時間等特(tè)點，而(ér)且包裝設備(bèi)大多結(jié)構簡(jiǎn)單，操作方便(biàn)，價(jià)格低(dī)廉，采(cǎi)用的塑(sù)料(liào)包(bāo)裝(zhuāng)材料(liào)成(chéng)本低(dī)，美觀大(dà)方，易於(yú)普(pǔ)及。真(zhēn)空包(bāo)裝(zhuāng)的(dí)食(shí)品(pǐn)種類較多(duō)，如(rú)榨菜(cài)，大頭(tóu)菜(cài)，海(hǎi)帶，香(xiāng)腸，扒(bā)雞(jī)，燒鴨，豆(dòu)製(zhì)品，奶粉，麥乳(rǔ)精(jīng)等(děng)等。由(yóu)於新鮮(xiān)的產品從收(shōu)獲(huò)到另售過程(chéng)中所(suǒ)經過的中(zhōng)間環節時(shí)間(jiān)較長，損(sǔn)失(shī)嚴重(zhòng)易(yì)提(tí)高銷售價格，而真(zhēn)空包裝工藝(yì)的(dí)推廣(guǎng)，將(jiāng)使(shǐ)新(xīn)鮮產品的價(jià)格和(hé)冷(lěng)藏費(fèi)用降低，從而(ér)可(kě)緩和(hé)供(gōng)需之(zhī)間(jiān)的(dí)矛(máo)循。因此真空保鮮必將成(chéng)為潛(qián)力極大的市場而活躍在人們的生活(huó)中。

　　真空(kōng)冷凍幹燥技術zui早出現於(yú)二十世紀初(chū)，近年來(lái)發展很(hěn)快(kuài)。這是因為(wéi)它與通常的(dí)熱曬(shài)，熱風(fēng)幹(gān)燥(zào)，紅外(wài)幹燥(zào)，高頻(pín)幹(gān)燥相(xiāng)比較具(jù)有很多的(dí)優(yōu)點。由(yóu)於(yú)冷凍幹(gān)燥的(dí)工(gōng)藝過程是(shì)先將被幹(gān)物(wù)料凍結，然(rán)後(hòu)抽真(zhēn)空(kōng)，使(shǐ)物料(liào)中已凍結(jié)成(chéng)冰(bīng)的水份(fèn)不經過(guò)液態(tài)而(ér)直接升華去掉。因此凍(dòng)幹後的製品(pǐn)，不(bù)但可以呈現多孔(kǒng)性狀(zhuàng)態(tài)而(ér)保持(chí)原(yuán)來的形(xíng)狀(zhuàng)，便其(qí)加水(shuǐ)後易(yì)恢復原狀(zhuàng)，而且低溫(wēn)幹(gān)燥還(huán)可(kě)以防(fáng)止(zhǐ)物(wù)料熱分(fēn)解(jiě)。同時(shí)由(yóu)於(yú)真(zhēn)空氣氛(fēn)下(xià)幹燥(zào)的(dí)物料(liào)免除了氧化作用，因此幹(gān)燥(zào)後的製(zhì)品，其物理(lǐ)，化(huà)學(xué)和(hé)生物性(xìng)能(néng)可*不(bù)變(biàn)。真(zhēn)空冷(lěng)凍(dòng)幹(gān)燥的(dí)應用範(fàn)圍正在(zài)逐年(nián)擴大。具(jù)應用實便(biàn)如表 7 所示。

表(biǎo)7 真空冷凍幹燥的(dí)應(yīng)用範圍(wéi)及實例

6，真空在航(háng)天工業(yè)中的應(yīng)用(yòng)

　　真空科(kē)學與航(háng)天技(jì)術密切(qiē)相關(guān)的(dí)主要環(huán)節來(lái)至(zhì)於空間(jiān)的(dí)環境(jìng)模擬(nǐ)，因為(wéi)運載(zǎi)火(huǒ)箭，人造衛(wèi)星，載人(rén)飛(fēi)船(chuán)，空(kōng)間(jiān)站(zhàn)，宇宙探測(cè)器以(yǐ)及航天飛(fēi)機等各種空間飛行器，在空間飛行的過(guò)程(chéng)中，都(dū)是在(zài)宇宙的自(zì)然真(zhēn)空中進(jìn)行(háng)的。因此(cǐ)他們除(chú)了直接的受到空(kōng)間(jiān)真空(kōng)環境的影(yǐng)響外，還要受到(dào)太陽輻(fú)射，各種帶電粒(lì)子(zǐ)及溫度的影(yǐng)響(xiǎng)。這些(xiē)因素將造(zào)成(chéng)材料(liào)性能(néng)的改變(biàn)或損(sǔn)傷;儀(yí)器靈敏度的失(shī)靈，從而(ér)會(huì)破(pò)壞(huài)這些(xiē)飛(fēi)行器的工(gōng)作(zuò)，甚至(zhì)會(huì)造成宇航(háng)員的傷亡(wáng)。為此(cǐ)，在(zài)地(dì)麵上(shàng)建(jiàn)立模(mó)擬空間環境(jìng)的(dí)宇(yǔ)宙空間模(mó)擬(nǐ)實驗裝置(zhì)，是非常(cháng)必(bì)要的。因(yīn)為隻(zhī)有在(zài)各(gè)種飛(fēi)行器上(shàng)天(tiān)之(zhī)前通(tōng)過(guò)地麵的模(mó)擬實(shí)驗。掌握航天器在(zài)空間(jiān)工作(zuò)的(dí)條(tiáo)件(jiàn)和特性，消(xiāo)除(chú)飛(fēi)行中(zhōng)的各種(zhǒng)隱(yǐn)患，才能(néng)確保飛行器及(jí)宇航員的(dí)安全。為(wéi)了(liǎo)滿(mǎn)足這(zhè)些要求(qiú)，目前在地(dì)麵(miàn)上(shàng)建(jiàn)立(lì)起的各(gè)種模擬裝(zhuāng)置較(jiào)多。表(biǎo) 8 給出(chū)了(liǎo)幾(jī)種(zhǒng)主要模擬(nǐ)裝置(zhì)的實驗內容(róng)及其(qí)對(duì)真空度(dù)的(dí)要求(qiú)。供讀(dú)者(zhě)參(cān)考。

表8 宇宙空間模擬設(shè)備的分類，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(róng)及(jí)實(shí)用真(zhēn)空度(dù)

7，真空在(zài)加(jiā)速(sù)器及受(shòu)控核聚變中的應用(yòng)

　　加速器(qì)是(shì)對粒子加速(sù)使被(bèi)加(jiā)速的粒子(zǐ)獲得高(gāo)能(néng)源(yuán)的裝置，在加速(sù)器中能夠(gòu)產生各種能(néng)量(liáng)的(dí)電(diàn)子，質子，氘，a粒子(zǐ)及(jí)其(qí)它重(zhòng)離(lí)子(zǐ)。利(lì)用(yòng)這些(xiē)粒(lì)子(zǐ)與物質的(dí)相互作用(yòng)，還可以產生(shēng)各種帶電(diàn)和不(bù)帶(dài)電的次(cì)級粒(lì)子，如7粒子，中子(zǐ)，多種(zhǒng)介(jiè)子(zǐ)，超(chāo)子，反粒子等(děng)。加速(sù)器產 生(shēng)的粒子(zǐ)和射綫已(yǐ)經用於核物理(lǐ)的(dí)研(yán)究(jiū)以及(jí)醫療，工(gōng)業(yè)，農業食品(pǐn)等部門。

　　為(wéi)確(què)保粒子(zǐ)與(yǔ)殘餘氣體分(fēn)子不(bù)發生碰撞 散(sàn)射現(xiàn)象，真(zhēn)空度(dù)必(bì)須(xū)達到保(bǎo)證(zhèng)粒(lì)子直綫(xiàn)運(yùn)動(dòng)的要(yào)求，否則(zé)不但會(huì)引起束(shù)流損失或(huò)粒子(zǐ)達不到(dào)高的(dí)能(néng) 量，而(ér)且也易(yì)發生真(zhēn)空絕緣不(bù)夠導(dǎo)致加 速(sù)器(qì)擊穿，使加速(sù)器不(bù)能處(chǔ)於正常(cháng)工作狀態(tài)。表9是各種加(jiā)速(sù)器的分類及(jí)它(tā)們所(suǒ)要求(qiú) 的真空 度。

表(biǎo)9 加(jiā)速器的(dí)類型(xíng)及(jí)其(qí)真(zhēn)空(kōng)度(dù)範圍(wéi)

　　隨(suí)著(zhuó)地(dì)球上石油(yóu)儲量的(dí)逐(zhú)漸減少(shǎo)及大量能源消耗中(zhōng)所引(yǐn)起的環境汙(wū)染。新能源的開發已(yǐ)經(jīng)提(tí)到(dào)日程，其中受(shòu)控核聚變所(suǒ)產(chǎn)生(shēng)的巨大能(néng)源的利(lì)用，就是(shì)的(dí)一種。

　　目前，在這種(zhǒng)新(xīn)能(néng)源的開發上(shàng)主要(yào)有兩種(zhǒng)，一種(zhǒng)是(shì)利用(yòng)重原子核裂變為(wéi)兩(liǎng)個輕原(yuán)子核(hé)。在其裂(liè)變(biàn)反應(yīng)過(guò)程(chéng)中所(suǒ)釋(shì)放出(chū)來的巨大的能量來(lái)發電，建(jiàn)立原(yuán)子(zǐ)能(néng)發(fā)電(diàn)站(zhàn);另一種是(shì)利用兩個輕原(yuán)子(zǐ)( 如氘，氚 )聚合成一(yī)個(gè)重原子(zǐ)核(hé)能釋(shì)放出來(lái)的(dí)巨大(dà)能(néng)量(liáng)，這就(jiù)是核聚(jù)變(biàn)反應。利(lì)用這(zhè)種反應(yīng)所產生的能量(liáng)，必(bì)須對反(fǎn)應(yīng)過程(chéng)加(jiā)以控(kòng)製，因(yīn)此稱(chēng)為(wéi)受控(kòng)核聚(jù)變(biàn)。由於這(zhè)種(zhǒng)聚(jù)變的原料氘和(hé)氚(chuān)的(dí)來(lái)源可從取之不盡的海(hǎi)水中提取，因(yīn)此它(tā)的發展(zhǎn)前途是不言而(ér)喻的(dí)。

　　核聚變(biàn)反應要(yào)求(qiú)的(dí)溫度(dù)很(hěn)高：1.約(yuē)為2億(yì)度，這樣高的(dí)溫(wēn)度(dù)，隻(zhī)有像太陽那樣的(dí)恒星內部(bù)才能達(dá)到。在聚(jù)變(biàn)反應中(zhōng)，如果氘氚中含(hán)有雜質(zhì)，這(zhè)種超高溫是很難(nán)達到(dào)的(dí)。因此將核聚(jù)變裝(zhuāng)置中(zhōng)抽到十(shí)分(fēn)清潔(jié)的超高真空是必*的條件。通常要(yào)求的(dí)真空度(dù)在10-7 ～ 10-9Pa範(fàn)圍內

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