高真空PB06210263.doc

高真空的获得和检漏 赵媛 PB06210263 10系 实验目的: 1．学习用机械泵，扩散泵机组获得高真空。 2．学会用静态升压法检漏。 实验原理:(见预习报告) 实验装置如下图： 实验步骤: 1. 开总电源，低阀拉出，开机械泵，抽钟罩。 2. 打开复合真空计电源，接通热偶计，对钟罩内抽至1.3Pa。 3. 接通扩散泵冷却水，低阀推进抽系统，开扩散泵加热，40分钟后开高阀。 4. 待真空度超过0.13Pa时，开电离计，低真空转至扩散泵前级测量。 5. 抽至电离计指针基本不动时（一定要在10－3量级）记录此时电离计的示数，然后对电离计规管除气（5分钟）。 6. 开关转至“烘烤”，烘烤10分钟，烘烤完毕，“烘烤”转至“关”。 7. 抽至极限真空度，记录此时电离计和V2的示数。关“高阀”，放气，每隔5分钟记录电离计P值，直至电离计示数变化不大。立即关闭电离计，关扩散泵。 8. 待扩散泵冷却至不烫手（约四十分钟），将低阀拉出，关机械泵。 9. 关总电源，切断冷却水。 数据记录及处理分析: 1． 步骤5中记录的真空系统的压强，电离计的示数为P1＝2.4×10－3Pa； 步骤7中抽至极限真空度时，V2示数PV2=0.6Pa 电离计的示数P2=1.7×10－3 Pa； 经除气烘烤后极限真空度P由2.4×10－3Pa下降到1.7×10－3 Pa，是因为“除气”步骤除去了附着在电离规管中灯丝上的气体分子，“烘烤”步骤使附着在真空钟罩壁上的气体分子更活跃，脱离钟罩壁，被机械泵抽出，冷却后真空度减小。 2． 静态升压法测得的P－t数据如下表： t/s 0 5 10 15 20 25 30 35 P/pa 0.0017 0.0066 0.017 0.019 0.025 0.031 0.037 0.044 40 45 50 55 60 65 70 75 80 0.049 0.056 0.062 0.069 0.074 0.082 0.088 0.094 0.12 由上表得出的P-t曲线如下: 取中间一段的点线性拟合，如下： Equation y = a + b*x Adj. R-Square 0.999483368327223 Value Standard Error P Intercept -3.6813186813188E-4 4.01734747059802E-4 P Slope 0.00125604395604396 8.24342307527524E-6 由图线可知系统只有漏气，无放气。斜率dp/dt＝（0.0012±8.2 E-6）Pa/s Q漏=V*dp/dt（不知道容器的容积，无法计算漏率） 实验注意事项: 1.本实验虽然操作比较简单，但实验花费时间很长，所以在做实验前必须做好充分准备，熟悉各仪器的使用及操作步骤，否则一旦出现错误，则重做花费时间。 2.操作时要严格按照步骤中规定的时间，不能操之过急。对扩散泵加热时一定要在40分钟后才能打开高阀，否则达不到所要的真空度。 思 考 题 (1):为什么测量完放气曲线后立即关闭电离计？ 答:测量完放气曲线后，容器内压强10-1pa真空度比较高，而电离计的工作范围10-1～10-5pa，达到上限，若不立即关闭电离计，由于压强较高,气体浓度较大，极容易电离形成浓度比较大的电流，从而会损坏电子仪表，因而测量完毕后应立即关闭电离计。 (2):为什么扩散泵和机械泵之间要加储气罐？ 答:扩散泵的工作原理是由沸腾的油分子带动钟罩内的气体分子运动，扩散到气压较低的储气罐中，油滴经冷却水冷却，变成液态回流到扩散泵中，气体分子经储气罐被机械泵抽出。储气罐起到了冷凝和缓冲的作用，它给提供了一个低压环境，能防止气体反冲进入扩散泵。 (3)为什么关闭高阀和扩散泵以后不能立即关闭机械泵？ 答:因为关闭高阀和扩散泵后，油扩散泵内部的温度很高，仍然有大量的气体油存在，此时立即关闭机械泵，就会有氧气进入，从而把油氧化，引起事故。