真空科學與技術的一些前沿課

真空科學與技術的一些前沿課

空間真空技術

　　空間真空技術是航天技術和真空技術相結合的新的增長點。宇宙模擬是近年來開展的主要工作。

　　① 航天器在軌排氣技術

　　有效載荷艙中的高真空容器，常利用管道接通到航天器外，利用環境真空抽氣。有效載荷裝置要求超高真空時， 利用環境抽氣達不到要求，因而需發展帶真空泵的抽氣系統， 利用環境真空作為前級泵，再增加超高真空抽氣系統，要求這類系統的體積小，質量輕，能耗低。

　　② 空間的真空測量技術

　　在解決 10^-11~10^-13的*真空度測量方面還存在很多困難，要用現有的真空計測量空間真空中所遇到的特殊條件下的壓力，還需要在工藝、結構、材料、原理、理論等方面進行研究。

　　③ 空間材料的真空效應

　　空間材料的真空效應指航天器材料與空間真空環境的作用。材料的許多性能在真空中可能發生變異，其原因是蒸發、升華、出氣，從而導致材料的質量減少。質量減少的百分量稱為“質量損失”(ML)。材料在空間減少的質量逸出到真空環境中， 改變了真空環境的狀態，包括壓力、密度和粒子飛行方向。有些物質可能凝結在航天器的冷表面上，對航天器敏感表面造成污染。 這些重新凝結的物質稱為“可凝性揮發物”(VCM)。航天器在無際的空間運行，選材的出發點是：在額定壽命期由航天器是否能耐受空間真空環境原材料逸出物對敏感表面的污染程度。空間材料出氣的主要指標不是出氣速率、出氣量，而是ML和VCM這些性能的測量成了關鍵技術。

④ 質譜與檢漏

　　質譜分析儀是在航天器上使用的主要真空儀器，在空間探測、載人航天、航天器誘發污染環境監測、火箭技術和地面模擬中會得到新的應用。各種質譜儀的完善和數據采集的計算機化是發展的必然。

　　檢漏技術在空間真空技術中既有理論性探討，也有實際應用問題。為確保航天器密封性及低溫流體安全輸送和長期貯存，快速、準確地大容器檢漏是關鍵技術。要求靈敏度高、可靠性強、檢測周期短。

⑤ 空間真空新工藝

　　在軌航天器上空間真空條件下的焊接，表面改性等。

⑥空間熱、質傳遞理論

　　軌道上的航天器受到太陽輻射，地球反照的太陽光而吸收熱量。同時又向冷黑的空間輻射熱量，發射時承受大氣層的氣動加熱。典型航天器表面溫度高至10000℃以上，低至-200℃以下。航天器本身還有功耗和結構傳熱，使航天器溫度平衡和溫度分布問題十分復雜。要使航天器上的材料、元件、電子儀器不受傷害，必須控制溫度在一定的范圍內，特別是載人航天器允許溫度范圍更小。 因此，航天器的熱設計和熱模擬實驗正發展成空間熱物理學。

　　航天器用材料在空間“質量損失”原理、 損失速率、損失后對材料性能的改變、如何控制材料的損失等都是傳質學研究的內容。例如，衛星的機械消旋軸承、探測儀、攝像機、照相機等儀器的轉動、滑動部件，在真空中摩擦系數加大以后，轉動部件運動遲緩，甚至發生冷焊而卡死。

⑦ 空間真空環境的利用

　　宇宙真空環境是清潔、無菌的、為微生物研究提供了新途徑，為抗生素生產、疫苗培養提供了條件，為超純金屬冶煉研究提供了方便、可靠的環境。

5、真空干燥

　　真空干燥是在低壓下進行的，物料中水分在低壓下汽化溫度低，可干燥熱敏性物料；干燥室內空氣稀薄，含氧量低，可干燥易氧化、易燃、易爆危險品；能起到消毒無菌作用，可干燥藥品和生物制品。　

5.1、真空干燥設備的種類

　　箱式真空干燥設備
　　圓筒攪拌型真空干燥設備
　　雙錐回轉型真空干燥設備
　　耙式真空干燥設備
　　滾筒型真空干燥設備
　　帶式真空干燥設備
　　振動流動真空干燥設備
　　圓盤刮板真空干燥機
　　木材真空干燥設備
　　氣相真空干燥設備
　　低頻真空干燥設備
　　真空冷凍干燥設備

5.2、真空干燥的前沿課題

　　①新型真空干燥設備的研制，如干燥、粉碎、造粒多功能，噴霧凍干機，連續式凍干機等；

　　②新材料、新工藝的開發，如生物醫學材料、離體生物組織、納米中藥、等；

　　③新理論的研究，如凍干過程中保持生命活性的傳熱傳質理論，汽--固相變理論等。

6、真空熱處理

　　真空熱處理技術是材料改性*制造技術的重要領域，是高精度、 、節能和清潔無污染的材料熱處理加工技術。

6.1、真空熱處理爐的分類

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