高真空、超高真空和极高真空：基本原理
只有通过研究不同真空度之间的差异（分子层面），才能开始重视实现高真空、超高真空和极高真空，以及在这些环境中工作所面临的挑战。
在粗真空和中等真空中，气体主要来源于“散装气体”或原始气体，而在高真空和超高真空中，气体负载主要来自于表面气体解吸产生的释气；在极高真空中，气体负载主要来自于真空室壁和其他材料的气体渗透。
高、超高和极高真空的定义是什么？
极高真空的压力范围通常被定义为 10-12 mbar 及以下，超高真空为 10-7 和 10-12 mbar 之间，而高真空为 10-7 和 10-3 mbar 之间。极高真空与外层空间中地球静止轨道卫星的真空度有关，超高真空与高能物理和核研究有关，高真空与工业和研究应用有关。
确保真空系统的精确度，需要对获取真空度的方法、泵的配置、安全措施、测量技术以及泄漏检测等进行定期的细致审查和必要的调整。同时，相关的规范、规则和协议也应不断更新以适应新的操作要求。
在高真空、超高真空和极高真空条件下工作的关键考虑因素
在高真空、超高真空和极高真空条件下工作的相关系统设计中，有几个关键考虑因素，其中包括材料的使用。
此外，系统/真空室表面状况也很重要，可通过以下方法优化：
- 尽可能地减小真空室内表面积
- 仅从内部焊接
- 使用低解吸/低除气率材料
- 适当的材料预处理（如电解抛光）
- 确保没有内部间隙或截留体积（如螺纹盲孔）
- 减少密封件、馈通件等的数量
- 采用金属密封件
系统预处理非常重要，包括加热至高温（称为“烘烤”），使用无粉乳胶手套小心处理以防止留下指纹油脂，并通过仔细清洁来去除碳氢化合物、填充物和其他污染物（包括化学和物理污染物）。
可以使用什么类型的泵来生成高真空、超高真空和极高真空？
只有前级泵与主泵配合使用，才能切实有效地获得高真空、超高真空极高真空度。前级泵（有时也称为“初级泵”）可将压力降至一定水平，让高真空、超高真空、极高真空泵能够接替前级泵，以安全且切实有效的方式运行。然而，将不同类型的真空泵配对以获得理想性能并非易事。没有现成的真空泵系统可以同时满足所有应用、情况和要求，因为需要考虑许多关键因素和影响。
选择哪种泵（包括前级泵和主泵）取决于许多因素，包括噪音/振动、成本（初始成本和持续成本）、污染耐受性、占地面积、维护计划和抗冲击性等。没有绝对理想的高真空、超高真空或极高真空泵，因为每种类型的泵都有其自身的优点和缺点。
如何测量高真空、超高真空和极高真空？
就测量高真空、超高真空和极高真空压力而言，由于之前讨论的释气效应，所以传统的压力/真空计并不适用。因此，我们改用电离真空计：电离真空计利用气体电离概率来测定粒子数密度。电离真空计有两种类型：冷阴极电离真空计和热阴极电离真空计。
高真空、超高真空和极高真空中的泄漏检测
任何真空设备或系统都不可能做到绝对真空密封，实际上也不需要这样。简单的事实是，泄漏率足够低，因此不会影响真空容器中所需的工作压力、气体平衡和极限压力。就高真空、超高真空和极高真空而言，微小泄漏才是主要问题所在，而检测小于 10-7 mbar.l/s 的泄漏只有一种可靠且准确的方法，那就是使用氦检漏仪 (HLD)。
10-12 mbar.l/s（相当于 1Å）的泄漏直径与氦分子的直径相同，是可检测的泄漏率下限。这种联系使得氦气成为一种非常准确快速的泄漏检测方法用示踪气体，也是质谱仪用于分析和测量的原因之一。
高真空、超高真空和极高真空：基本原理
下载我们的电子书，了解与实现高真空、超高真空或极高真空并在其中工作所面临的挑战，以及需要考虑的事项。
