科普丨知识点狂飙！一文读懂什么是真空

什么是真空？其实真空并不是真的空无一物，是指在给定的空间内低于一个大气压力的气体状态，是一种物理现象。真空环境和各种物质发生相互作用会产生不同的效应，例如真空吸力、真空隔热和散热、真空蒸馏、真空防氧化、真空干燥、真空绝缘、真空脱气、保鲜、清洁、灭菌、检漏、稀薄气体放电、宇宙真空效应等，据此形成的真空科学技术现也广泛用于半导体、集成电路、冶金、食品、医药、运输、热处理、焊接、铸造、镀膜、检测、离子束、可控热核反应及航空航天等领域，推动了近代科学技术进步及工农业的发展。今天小编就要为大家详细的介绍一下真空的起源、如何获得真空和分子泵的发展概况。

真空的起源

托里拆利实验

1643年，意大利物理学家托里拆利做了大气压实验。他用一根一端封闭的细长玻璃管和一个盛有水银的槽，先将水银从玻璃管开口端灌入，直到灌满全管。然后用手指压住开口，将玻璃管倒立在水银槽内，再放开手指，此时玻璃管中的水银高度逐渐下降，直到距离小槽液面以上760mm时，就不再下降了。托里拆利认为在玻璃管上端的空隙内就是真空，从此开启了人类对真空的探索之路。

马德堡半球实验

1654年，德国马德堡市市长奥托·冯·格里克发明了活塞真空泵并进行了一项公开科学实验。他和助手把两个铜制半球对接在一起，用真空泵将球内空气抽除，因而球的表面上所受的大气压力是很大的，每个半球其横向分力，用了16匹马组成的马队才将两个半球成功拉开。通过这次大型实验，人们都终于相信有大气压并且大气压强很惊人，同时认识到了真空，至此真正科学意义上的真空概念诞生了。

如何获得真空

在自然环境里，只有外太空堪称最接近真空的空间，数十公里高的大气层以外的太阳系空间，太阳系以外的银河系以及整个可见宇宙中全部是真空。虽然真空听起来距离我们很遥远，但其实就在我们身边。现代很多高精密的产品在制造过程中必须在不同程度的真空环境中才能制造，例如半导体、真空玻璃、硬盘、扫描电镜等。

在知道如何获得真空之前，我们先来了解一下我国是如何划分真空区域的，《真空技术名词术语(GB3163-1982)》中规定如下：

低真空 10⁵-10²Pa

中真空 10²-10^-1Pa

高真空 10^-1-10^-5Pa

超高真空 10^-5-10^-9Pa

极高真空 <10^-9Pa

我们日常生活中的真空压缩袋、真空封口机、食品真空袋、保温杯等都和真空相关，不过这些产品都只能获得或处于低真空状态。那么如何获得更高的真空呢？就需要用到旋片泵、分子泵、离子泵等真空获得设备，它们的工作压力范围如下所示：

旋片泵 10⁵-10^-2Pa

分子泵 1-10^-8 Pa

离子泵 1-10^-10 Pa

分子泵是获得清洁高真空和超高真空环境的一种真空获得设备，中科科仪深耕真空技术领域四十余年，在分子泵的研发和制造方面拥有丰富的经验。

分子泵的发展

1912年，德国人盖德发明了世界上第一台分子泵，至此已有100多年的发展历史。中国分子泵的研究和制造，起始于20世纪60年代。1964年，上海真空泵厂成功研制了第一台卧式分子泵FW-140。1977年，中国科学院科学仪器厂（现中科科仪）研制成功我国第一台立式涡轮分子泵FB450，正式开启了我国分子泵研制的历程。随着各项科学技术的不断进步，分子泵技术也取得了许多创新与突破，现代分子泵更是朝着智能、灵活、高效的方向发展。

我国第一台立式涡轮分子泵FB450

习近平总书记曾强调：“科技自立自强是国家强盛之基、安全之要。”作为中国超高真空获得技术的领先者，中科科仪始终面向国家经济主战场和重大需求，坚持把创新作为引领发展的第一动力，相继推出了系列油润滑分子泵和系列脂润滑分子泵和仪器行业专用分子泵，并成功研制了中国第一台具有自主知识产权的磁悬浮分子泵，打破国外垄断，助力解决我国集成电路装备核心零部件“卡脖子”问题。中科科仪系列分子泵产品技术先进、性能稳定、操作便捷，广泛应用于半导体、工业镀膜、工业过程、分析仪器、光伏、生物医药等领域，助力我国实现高水平科技自立自强，以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴！

通过阅读上面的内容，相信各位读者对真空有了一定的了解，希望能对您有所帮助，更多真空知识尽在中科科仪《知识科普》栏目，欢迎您持续关注。