Porozumění vakuové technologii: Od definice po klasifikační standardy
1. Povaha vakua
Na rozdíl od všeobecného přesvědčení není vakuum „prázdný prostor“. Místo toho se týká nízkotlakého plynného stavu, ve kterém je tlak pod atmosférickým úrovním. Dokonce i v ultra vysokých podmínkách vakua (např. 10⁻² PA), stovky plynových molekul stále zabírají každý krychlový centimetr prostoru. Význam vakua spočívá ve dvou klíčových vlastnostech:
Snížené molekulární kolize
V prostředí s vysokým vakuem jsou molekuly plynu rozmístěny dále od sebe a dramaticky snižují kolizní frekvence. To vytváří ideální prostředí pro přesné výrobní a vědecké experimenty. Například akcelerátory částic se spoléhají na minimalizovanou molekulární interferenci s udržováním stabilních paprsků částic.
Eliminace kontaminace
Vakuové podmínky zabraňují oxidaci, adsorpci a dalším povrchovým reakcím. Například polovodičová výroba vyžaduje ultračitační prostředí, aby se zabránilo nečistotům, které by mohly zhoršovat výkon mikročipů.
2. klasifikace a měření vakua
A. Klasifikace podle rozsahu tlaku
Hladiny vakua jsou kategorizovány na základě tlakových rozsahů, z nichž každá je vhodná pro konkrétní aplikace:
| Vakuová úroveň | Rozsah tlaku (PA) | Typické aplikace |
|---|---|---|
| Nízké vakuum | 10⁵ ~ 10² | Vakuové sací poháry, balení potravin |
| Střední vakuum | 10² ~ 10⁻¹ | Tenkovrstvý povlak, výroba žárovky |
| Vysoké vakuum | 10⁻¹ ~ 10⁻⁶ | Elektronová mikroskopie, akcelerátory částic |
| Ultra vysoký vakuum | <10⁻⁶ | Simulace prostoru, výzkum jaderné fúze |
b. Měřící jednotky
Vakuový tlak je kvantifikován vPascals (PA)neboTorr(1 torr ≈ 133,322 pa). Tyto jednotky pomáhají standardizovat měření napříč průmyslovými a výzkumnými oblastmi.