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1 真空系统的组成与设计概述1

1.1 真空系统的形式与组成1

1.1.1 真空系统的形式1

1.1.2 真空系统的组成1

1.2 真空机组5

1.2.1 低真空抽气机组5

1.2.2 中真空抽气机组7

1.2.3 高真空抽气机组9

1.2.4 超高真空抽气机组9

1.3 典型真空系统10

1.3.1 粗真空系统10

1.3.2 低真空系统11

1.3.3 中真空系统11

1.3.4 高真空系统12

1.3.5 超高真空系统13

1.4 真空系统设计概述21

1.4.1 真空系统设计的已知条件21

1.4.2 真空系统设计计算的一般程序22

1.4.3 真空系统设计的基本原则及注意事项22

2 真空系统组成元件25

2.1 真空阀门25

2.1.1 真空阀门的分类与型号25

2.1.2 真空阀门的作用26

2.1.3 真空阀门的工作形式27

2.1.4 真空阀门密封结构与密封力计算46

2.2 气体流量（质量流量）控制元件56

2.2.1 D07-7型质量流量控制器56

2.2.2 数字式热质量流量控制计58

2.3 捕集器（阱）59

2.3.1 机械捕集器59

2.3.2 冷凝捕集器72

2.3.3 吸附捕集器82

2.3.4 其他捕集器85

2.4 除尘器87

2.4.1 旋风除尘器87

2.4.2 湿式除尘器93

2.4.3 电除尘器94

2.4.4 粗除尘器97

2.5 真空继电器98

2.5.1 无触点真空继电器98

2.5.2 触点式真空继电器100

2.6 真空规108

2.6.1 液压式真空规108

2.6.2 弹性变形真空规112

2.6.3 辐射计型真空规115

2.6.4 电离真空规117

2.6.5 真空测量技术119

3 真空密封连接125

3.1 概述125

3.2 不可拆密封连接126

3.2.1 真空焊接127

3.2.2 真空封接142

3.2.3 真空粘接157

3.2.4 真空系统密封构件的焊接与组装157

3.3 可拆静密封连接167

3.3.1 密封材料与密封结构形式168

3.3.2 真空橡胶密封结构设计177

3.3.3 真空法兰连接190

3.3.4 真空螺纹密封连接216

3.4 电输入密封连接219

3.4.1 概述219

3.4.2 电极引入密封结构220

3.5 真空动密封连接233

3.5.1 概述233

3.5.2 接触式动密封连接234

3.5.3 非接触式动密封连接251

3.5.4 柔性连接密封259

3.6 观察窗密封结构263

4 真空中气体的流动状态及判别266

4.1 气体流动的基本状态266

4.1.1 湍流266

4.1.2 黏滞流266

4.1.3 分子流267

4.1.4 黏滞－分子流（过渡流）268

4.2 流动状态的判别270

4.2.1 湍流与黏滞流的判别270

4.2.2 黏滞流与分子流的判别271

4.3 气体流态判别例题272

5 真空管路的流导计算273

5.1 概述273

5.1.1 气体的流量273

5.1.2 管路的流导273

5.2 管路元件串联、并联时管路的流导计算273

5.2.1 串联管路的流导计算273

5.2.2 并联管路的流导计算274

5.3 简单管道的流导计算275

5.3.1 黏滞流态简单管道的流导计算275

5.3.2 分子流态管道的流导计算288

5.3.3 黏滞－分子流态管道的流导计算310

5.4 管道流导计算中的平均压力取值的误差分析与计算方法311

5.5 真空管道流导计算例题316

6 真空系统抽气时间与压力计算318

6.1 气体负荷的计算318

6.1.1 真空系统内的总气体负荷318

6.1.2 漏气流量Ql的计算318

6.1.3 放气流量Qf的计算319

6.1.4 渗透气体流量Qs的计算321

6.1.5 工艺过程中真空室内产生的气体流量Qg的计算322

6.1.6 大气压下的气体量Qa323

6.2 真空系统抽气方程与有效抽速324

6.2.1 真空系统的抽气方程324

6.2.2 真空室出口的有效抽速324

6.3 抽气时间的计算326

6.3.1 低真空抽气时间的计算326

6.3.2 高真空抽气时间的计算331

6.4 真空室压力计算333

6.4.1 真空室的极限压力333

6.4.2 真空室的工作压力334

6.4.3 抽气过程中真空室内压力的计算334

6.5 设计计算例题338

7 真空泵的选择与匹配计算346

7.1 主泵的选择与计算346

7.1.1 主泵类型的确定346

7.1.2 主泵抽速的计算347

7.2 前级真空泵（或预抽泵）的选择与计算349

7.2.1 前级泵的选配原则349

7.2.2 前级泵抽速粗算349

7.2.3 前级泵抽速验算351

7.2.4 选取前级泵的经验公式351

7.3 粗抽泵的选配352

7.4 维持泵和储气罐的设计计算352

7.4.1 维持泵和储气罐的作用352

7.4.2 维持泵的设计计算353

7.4.3 储气罐的设计计算354

7.4.4 带有储气罐的真空机组配前级泵计算356

8 真空系统的计算机辅助设计358

8.1 概述358

8.2 计算机在真空系统设计中的应用358

8.3 蒙特卡洛模拟方法在真空系统设计中的应用361

8.3.1 蒙特卡洛模拟方法的特点及应用361

8.3.2 传输几率模拟计算362

8.3.3 蒙特卡洛模拟计算方法的基本步骤375

9 真空系统常用材料382

9.1 真空系统常用材料的分类382

9.2 材料的真空性能383

9.2.1 真空系统的动态平衡方程383

9.2.2 材料的渗透率384

9.2.3 材料的放气性能385

9.2.4 真空材料的其他性能388

9.3 真空材料的选材原则388

9.3.1 真空容器壳体及内部零件材料的选材要求388

9.3.2 密封材料的选材要求389

9.4 金属材料389

9.4.1 铸件390

9.4.2 纯铁390

9.4.3 碳素钢391

9.4.4 不锈钢391

9.4.5 不锈复合钢板393

9.4.6 有色金属材料393

9.4.7 贵重金属材料398

9.4.8 难熔金属材料399

9.4.9 铁镍合金与可伐合金401

9.4.10 钕铁硼永磁材料404

9.5 玻璃与金属封接406

9.5.1 玻璃406

9.5.2 金属封接410

9.6 塑料414

9.6.1 聚四氟乙烯414

9.6.2 聚乙烯和聚丙烯415

9.6.3 有机玻璃416

9.7 石墨及石墨（碳）纤维416

9.7.1 石墨416

9.7.2 碳纤维与石墨纤维420

9.7.3 石墨纤维－树脂复合材料（碳纤维增强塑料）421

9.7.4 石墨纤维增强金属基复合材料422

9.8 橡胶材料422

9.8.1 真空合成橡胶423

9.8.2 真空密封橡胶的选择424

9.9 环氧树脂425

9.10 辅助密封材料426

9.10.1 真空封蜡426

9.10.2 真空封脂426

9.10.3 真空封泥426

9.10.4 真空漆427

9.10.5 真空黏结剂427

9.11 吸气剂与吸附剂428

9.11.1 吸气剂428

9.11.2 吸附剂431

9.12 真空泵油433

9.12.1 机械真空泵油433

9.12.2 扩散泵油436

9.13 真空润滑油与真空润滑脂438

9.13.1 真空润滑的特点438

9.13.2 真空润滑油439

9.13.3 真空润滑脂440

9.13.4 真空轴承的润滑技术440

9.14 真空工程中的常用气体441

9.14.1 惰性气体441

9.14.2 活性气体442

10 真空系统结构设计与清洁卫生444

10.1 真空系统的结构设计444

10.2 真空规管的安装连接448

10.2.1 真空规管安装位置的设计448

10.2.2 规管与被测系统的连接形式450

10.3 真空系统的清洁与卫生452

10.3.1 真空系统材料表面常见的污染形式452

10.3.2 材料表面净化概述453

10.3.3 金属材料表面净化处理的基本方法453

10.3.4 非金属材料的清洗464

10.3.5 清洗的基本程序465

10.3.6 清洁零件的存放466

11 真空系统的安装调试与操作维修469

11.1 真空系统的安装调试469

11.1.1 常用真空系统的安装469

11.1.2 真空系统的调试469

11.2 真空系统操作及注意事项470

11.2.1 常用真空系统的基本操作规则470

11.2.2 机械泵抽气系统的操作472

11.2.3 扩散泵抽气系统的操作472

11.2.4 涡轮分子泵抽气系统474

11.2.5 溅射离子泵－钛升华泵无油抽气系统476

11.2.6 低温泵抽气系统478

11.3 系统常见故障及其排除481

11.3.1 油封机械真空泵机组常见故障及其排除481

11.3.2 扩散泵系统常见故障及其排除483

11.3.3 真空系统油蒸气返流的排除方法486

11.3.4 其他抽气系统常见故障及其排除486

11.4 真空系统的维修方法488

11.4.1 真空系统的故障诊断488

11.4.2 真空系统故障的平分检测法491

11.4.3 真空系统故障的替换检测法492

参考文献494