真空泵發(fā)展史
等閑識(shí)得東風(fēng)面,萬(wàn)紫千紅總是春。真空泵的發(fā)展從十七、十八世紀(jì)迄今已經(jīng)歷了三個(gè)多世紀(jì)漫長(zhǎng)的歷史過程。
從原始的水泵開始發(fā)展成為現(xiàn)有的機(jī)械泵、擴(kuò)散泵、分子泵、低溫泵、離子戮射泵、升華泵等數(shù)十種。
真空獲得能力也從原來(lái)的幾百帕發(fā)展到現(xiàn)在的高真空、超高真空領(lǐng)域。抽速、機(jī)械性能和可靠性等都得到驚人地提高。
不過在真空泵的歷史上,關(guān)于誰(shuí)是泵的鼻祖這個(gè)問題眾說紛紜,人們各自引經(jīng)據(jù)典,爭(zhēng)論不休。

一部分人將首次發(fā)明的桂冠加在馮·奧托·葛利克的頭上,認(rèn)為真空泵是他在1650年左右用水銀管進(jìn)行的真空實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)明的。
另一些人卻認(rèn)為首次發(fā)明的交椅應(yīng)由伽利略來(lái)坐,提出伽利略曾試圖用柱罐、活塞和重力測(cè)量真空形成時(shí)的力,為真空泵奠定了基礎(chǔ)。
一、歷史上有確切記載的,可以認(rèn)為真空技術(shù)的歷史開始于1643年。當(dāng)時(shí),托里拆利(Torricelli)將一端密封的長(zhǎng)管注滿水銀并倒置在盛有Hg(汞)的槽里時(shí),發(fā)現(xiàn)了密封的玻璃管中760mm水銀柱頂端產(chǎn)生的真空。

二、真空技術(shù)的初創(chuàng)時(shí)期延續(xù)到電燈泡的發(fā)明。在這段時(shí)期內(nèi),在氣體定律的基本原理方面,取得了重大的理論和實(shí)踐的科學(xué)技術(shù)突破。如玻義耳-馬里奧特,查理,蓋.呂薩克,伯努利,阿佛加德羅,麥克斯韋,玻爾茲曼等人的成就。
1、玻義耳-馬略特定律:在其溫度保持不變時(shí),一定質(zhì)量的氣體其壓強(qiáng)和體積成反比;或者說,其壓強(qiáng)P與它的體積V的乘積為一常量。
2、伯努利與氣體分子運(yùn)動(dòng)論:伯努利明確地?cái)⑹隽藲怏w分子運(yùn)動(dòng)論,認(rèn)為氣體作用在容器壁上的壓力,可以用大量的分子快速地來(lái)回運(yùn)動(dòng)來(lái)解釋。
三、真空實(shí)際使用的第一個(gè)進(jìn)展,是和利用真空與大氣之間的壓力差所產(chǎn)生的機(jī)械作用力聯(lián)系在一起的。
馮·奧托·葛利克用一個(gè)由兩個(gè)半球合成直徑為119cm球體,內(nèi)用真空泵抽空,在大氣壓力作用下,在其兩邊各用8匹馬而不能拉開的這個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)證明了大氣的力量。(此即所謂的馬德堡半球?qū)嶒?yàn))
后人把這個(gè)原理用于真空郵遞線和真空鐵路運(yùn)輸。

四、麥克勞真空計(jì)第一次使測(cè)量低壓成為可能。
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五、1879年,愛迪生對(duì)白熾燈的研制也是早期發(fā)明排氣系統(tǒng)所產(chǎn)生的結(jié)果。(Toepler, Sprengel)白熾燈表明了低分子密度的用途(除去大氣的活性組分)
六、1893年,杜瓦瓶(Dewar)則是真空絕熱的首次使用。

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七、真空二極管(1902年)、三極管(1907年)以及鎢絲(1909年)的發(fā)明,開始了電子管的研制,并使白熾燈的研制日益成熟。
在白熾燈生產(chǎn)中使用的真空的“質(zhì)量”在電子管的新領(lǐng)域內(nèi)顯得不足,這就促使真空的獲得和測(cè)量得到進(jìn)一步發(fā)展。

八、皮拉尼真空計(jì)、蓋德、朗繆爾的汞擴(kuò)散泵以及熱陰極電離真空計(jì)為高真空技術(shù)的發(fā)展提供了可能。

九、高真空技術(shù)的發(fā)展一直延續(xù)到第二次世界大戰(zhàn)前后。在1935~1936年間取得了三項(xiàng)新成果:氣鎮(zhèn)泵、油擴(kuò)散泵以及冷陰極電離真空計(jì)。這些成果,直至現(xiàn)在仍是大多數(shù)真空系統(tǒng)的常用部件。


十、1940年以后真空技術(shù)在核技術(shù)研究(回旋加速器、同位素分離等),真空冶金,真空鍍膜,冷凍干燥設(shè)備方面有了很大進(jìn)展,如1955年機(jī)械增壓泵的出現(xiàn)。
十一、1950年,真空度一般能達(dá)到10-4~10-5?Pa,或許達(dá)到更低的壓強(qiáng)但還不能測(cè)量。1950年B-A真空計(jì)的出現(xiàn),為測(cè)量更低的壓強(qiáng)開辟了道路,進(jìn)入超高真空領(lǐng)域。
1953年出現(xiàn)的離子泵能獲得更低的壓強(qiáng),即所謂的“清潔真空”出現(xiàn)。在過去的幾十年間,為完成最尖端科學(xué)技術(shù)的需要,真空技術(shù)向大容量化、高真空化和高清潔化的方向發(fā)展。

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