真空科學(xué)是一門基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)緊密結(jié)合的現(xiàn)代基礎(chǔ)學(xué)科,它的主要研究對(duì)象是真空環(huán)境的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)以及在這種環(huán)境中物質(zhì)的相互作用、在不同真空度的低氣壓環(huán)境中,真空環(huán)境和各種物質(zhì)發(fā)生相互作用,產(chǎn)生不同的效應(yīng).例如真空吸力、真空隔熱和散熱、真空蒸餾、真空防氧化、真空干燥、真空絕緣、真空脫氣、保鮮、清潔、滅菌、檢漏、稀薄氣體放電、宇宙真空效應(yīng)等都和該學(xué)科研究的主題有關(guān).這些科學(xué)和技術(shù)知識(shí)已廣泛用于電子、半導(dǎo)體、集成電路、冶金、食品、醫(yī)藥、運(yùn)輸、熱處理、焊接、鑄造、鍍膜、檢測(cè)、離子束、電子束、激光、微機(jī)電、可控?zé)岷朔磻?yīng)及航空航天等領(lǐng)域,推動(dòng)了近代科學(xué)技術(shù)進(jìn)步及工農(nóng)業(yè)的發(fā)展。真空科學(xué)技術(shù)已成為各行各業(yè)科技工作及工藝人員的*知識(shí)。學(xué)習(xí)掌握真空科學(xué)技術(shù)成為發(fā)展現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的必要條件。隨著真空獲得技術(shù)的發(fā)展,真空應(yīng)用日漸擴(kuò)大到工業(yè)和科學(xué)研究的各個(gè)方面。
真空應(yīng)用是指利用稀薄氣體的物理環(huán)境完成某些特定任務(wù)。有些是利用這種環(huán)境制造產(chǎn)品或設(shè)備,如燈泡、電子管和加速器等。 這些產(chǎn)品在使用期間始終保持真空;而另一些則僅把真空當(dāng)作生產(chǎn)中的一個(gè)步驟,后產(chǎn)品在大氣環(huán)境下使用,如真空鍍膜、真空干燥和真空浸漬等。真空的應(yīng)用范圍極廣,主要分為低真空、中真空、高真空和超高真空應(yīng)用。低真空是利用低(粗)真空獲得的壓力差來(lái)夾持、提升和運(yùn)輸物料,以及吸塵和過(guò)濾,如吸塵器、真空吸盤 。
中真空一般用于排除物料中吸留或溶解的氣體或水分、制造燈泡、真空冶金和用作熱絕緣。如真空濃縮生產(chǎn)煉乳,不需加熱就能蒸發(fā)乳品中的水分。
真空冶金可以保護(hù)活性金屬,使其在熔化、澆鑄和燒結(jié)等過(guò)程中不致氧化,如活性難熔金屬鎢、鉬、鉭、鈮、鈦和鋯等的真空熔煉;真空煉鋼可以避免加入的一些少量元素在高溫中燒掉和有害氣體雜質(zhì)等的滲入,可以提高鋼的質(zhì)量。
高真空可用于熱絕緣、電絕緣和避免分子電子、離子碰撞的場(chǎng)合。高真空中分子自由程大于容器的線性尺寸,因此高真空可用于電子管、光電管、陰極射線管、X 射線管、加速器、質(zhì)譜儀和電子顯微鏡等器件中,以避免分子、電子和離子之間的碰撞。這個(gè)特性還可應(yīng)用于真空鍍膜 ,以供光學(xué)、電學(xué)或鍍制裝飾品等方面使用。
外層空間的能量傳輸與超高真空中的能量傳輸相似,故超高真空可用作空間模擬。在超高真空條件下,單分子層形成的時(shí)間長(zhǎng)(以小時(shí)計(jì)),這就可以在一個(gè)表面尚未被氣體污染前 ,利用這段充分長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)研究其表面特性,如摩擦、粘附和發(fā)射等。