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        《真空工程设计》是近十几年来国内真空领域又一部大型工具书,内容丰富,资料新颖,文字精炼,信息量大。全面系统地反映出现代真空工程设计的新思路,具有很强的适用性。

 


        本书共25章,涵盖了真空工程设计的各个领域。包括真空概论;真空技术的物理基础;真空获得技术与设备;真空工程中制冷低温技术应用基础;真空度测量仪器;低温测试技术;真空与低温技术中的热计算基础;真空管路的流导计算;真空系统的设计;真空与低温容器设计;真空容器的分析设计;真空与低温阀门及法兰;真空传动轴;真空与低温工程元件;真空与低温工程材料;容器检漏;真空低温工程中的焊接技术;真空清洁处理;航天器空间环境模拟设备;真空应用装置以及基础数据。

 

        本书可供各种科学技术领域从事真空工程设计、研究、应用的科技人员使用,亦可供高等院校相关专业师生参考。

 

第1章  真空概论    刘玉魁
1.1真空1
1.2真空计量单位4
1.3真空区域划分5
1.4真空环境特点及其应用8
1.4.1真空环境产生压力差8
1.4.2真空环境中氧和水含量显著减小8
1.4.3真空环境下气体分子运动的平均自由程增大8
1.4.4真空环境使气体分子在固体表面形成单分子层时间增长9
1.4.5真空环境减小能量传递9
1.4.6真空环境使物质沸点降低而蒸发速率加快14
1.4.7真空环境中材料迅速脱气14


第2章  真空技术的物理基础    刘玉魁
2.1气体基本性质16
2.1.1气体与蒸气16
2.1.2玻义耳-马略特定律17
2.1.3查理定律18
2.1.4盖吕萨克定律18
2.1.5道尔顿分压力定律18
2.1.6阿伏伽德罗定律19
2.1.7理想气体的状态方程19
2.2气体分子运动理论20
2.2.1分子运动论的要点20
2.2.2气体的压力及分子动能21
2.2.3气体分子速度22
2.2.4气体的入射率24
2.2.5气体平均自由程26
2.3气体中的迁移现象29
2.4气体的扩散31
2.4.1气体的自扩散31
2.4.2气体的互扩散33
2.4.3气体的热扩散34
2.5气体的黏滞性35
2.5.1压力较高时黏滞流气体的黏滞系数35
2.5.2压力较低时分子流气体的黏滞系数37
2.6气体中的热量传递38
2.6.1压力较高时黏滞流气体的热量传递38
2.6.2压力较低时分子流气体的热传导40
2.6.3辐射传热42
2.7热流逸42
2.8蒸发与凝结44
2.8.1蒸发率及凝结率44
2.8.2蒸气压45
2.9气体在固体中的溶解49
2.10气体在固体中的扩散51
2.11气体在固体中的渗透52
2.11.1渗透系数及渗透气体量52
2.11.2各种材料的渗透性54
2.12气体与固体的吸附56
2.12.1物理吸附及化学吸附56
2.12.2吸附力及吸附能56
2.12.3吸附速率58
2.12.4分子沿表面迁移61
2.12.5吸附方程62
2.13气体从固体表面的解吸65
2.13.1解吸过程65
2.13.2解吸速率65
2.13.3材料出气66
2.14气体中的放电现象68
2.14.1气体的电离68
2.14.2气体放电70
2.14.3辉光放电72
2.14.4弧光放电73
2.14.5火花放电74
2.14.6电晕放电75
2.14.7潘宁放电75


第3章  真空获得技术与设备    闫格
3.1概述76
3.1.1真空泵基本参数76
3.1.2真空泵型号编制方法77
3.1.3真空泵的分类79
3.1.4各类真空泵工作压力范围79
3.2机械真空泵81
3.2.1往复式真空泵81
3.2.2水环真空泵82
3.2.3旋片真空泵83
3.2.4滑阀真空泵89
3.2.5罗茨真空泵91
3.2.6干式真空泵96
3.2.7分子泵108
3.2.8隔膜真空泵115
3.3蒸汽流真空泵116
3.3.1水蒸气喷射泵116
3.3.2油扩散泵118
3.3.3油扩散喷射泵121
3.4气体捕集真空泵121
3.4.1溅射离子泵121
3.4.2低温泵122
3.4.3非蒸散型吸气泵128
3.5国产真空泵132
3.5.1SKY干式真空泵组及溅射离子泵132
3.5.2KYKY分子泵134
3.5.3环球真空的真空泵产品140
3.5.4浙真集团真空泵146
3.5.5博开科技DZB系列低温泵149
3.5.6纪维无油涡旋真空泵151
3.5.7华特HTFB复合分子泵153
3.5.8上海真空泵厂真空泵153
3.5.9南光机器F型分子泵及2XZ型及2X型旋片式真空泵155
3.5.10国产Z型系列油扩散喷射真空泵156
3.5.11国产K型系列油扩散真空泵156
3.5.12淄博真空设备厂真空泵163
3.5.13海乐威真空泵产品164


第4章  真空工程中制冷低温技术应用基础    杨建斌
4.1概述167
4.2低温制冷技术基础概念168
4.3获得低温的方法170
4.3.1相变制冷171
4.3.2气体绝热膨胀制冷171
4.3.3半导体制冷172
4.4制冷低温工质及载冷剂172
4.4.1制冷工质173
4.4.2载冷剂180
4.4.3低温工质188
4.4.4低温工质物性数据193
4.5蒸气压缩循环制冷231
4.5.1单级蒸气压缩循环制冷231
4.5.2复叠式蒸气压缩制冷循环237
4.5.3内复叠式蒸气压缩制冷循环239
4.6气体液化制冷技术240
4.6.1气体液化循环240
4.6.2低温液体在冷却中的应用243
4.7气体循环低温制冷技术247
4.7.1逆布雷顿循环低温制冷系统247
4.7.2逆斯特林循环制冷系统249
4.7.3吉福特-麦克马洪(G-M)制冷机251
4.7.4脉管制冷机253
4.8制冷设备255
4.8.1压缩机255
4.8.2换热器261
4.8.3节流元件及膨胀机268
4.8.4辅助设备272


第5章  真空度测量仪器    肖祥正
5.1真空计的分类278
5.2弹性变形真空计279
5.2.1布尔登规(真空压力表)279
5.2.2薄膜真空计279
5.3石英真空计280
5.3.1石英真空计的工作原理280
5.3.2石英晶振谐振阻抗的测量280
5.4热传导真空计281
5.4.1电阻真空计(皮拉尼真空计)281
5.4.2热偶真空计283
5.4.3热传导真空计的优缺点284
5.5热阴极电离真空计284
5.5.1普通热阴极电离真空计284
5.5.2B-A真空计286
5.6冷阴极磁控放电真空计(潘宁真空计)287
5.7四极质谱计288
5.7.1四极质谱计的结构288
5.7.2四极质谱计的工作原理288
5.7.3四极质谱计的主要性能指标291
5.7.4四极质谱计的工作模式293
5.7.5气体成分的判别293
5.7.6分压力的计算296
5.8真空质量监控仪296
5.8.1工作原理297
5.8.2系统的标准配置297
5.8.3835VQM质谱仪的特性299
5.9国产各类真空计主要技术性能300
5.10质量流量计306
5.10.1MFC用途和特点306
5.10.2热式MFC工作原理306
5.10.3MFC使用307
5.10.4国内外MFC发展状况介绍307
5.10.5MFC在真空设备中的典型应用和注意事项308
5.10.6北京七星华创电子股份有限公司质量流量计308


第6章  低温测试技术    石芳录
6.1概述312
6.1.1低温范围划分及获得312
6.1.2温度标准与传递313
6.2低温温度测量315
6.2.1低温温度计原理及分类315
6.2.2低温温度计的选型及应用316
6.2.3几种常用低温温度计317
6.2.4低温温度测试技术的最新发展334
6.3低温介质液面测量336
6.3.1浮子式液面计336
6.3.2压差式液面计337
6.3.3电容式液面计339
6.3.4电阻式液面计340
6.3.5超声波液面计342
6.4低温介质流量测量343
6.4.1节流式流量计343
6.4.2涡轮流量计344
6.4.3涡街流量计346
6.4.4螺翼式流量计348
6.4.5超声流量计349
6.4.6热式和角动量式流量计(质量流量计)349
6.4.7低温流量计的标定350


第7章  真空与低温技术中热计算基础    刘玉魁
7.1热传导354
7.1.1通过平壁的导热355
7.1.2圆筒壁的导热355
7.1.3各种类型热传导简图及热量计算公式355
7.1.4金属材料热导率358
7.1.5非金属材料热导率359
7.1.6保温材料的热导率361
7.1.7接触热阻362
7.2低压下气体分子热传导363
7.3辐射传热366
7.3.1一个表面被另一个表面全包围辐射换热367
7.3.2两平行表面之间辐射换热367
7.3.3两个表面之间置入n块辐射屏368
7.3.4各种材料的发射率368
7.4辐射换热角系数及其基本特性375
7.4.1辐射换热角系数概念375
7.4.2辐射换热角系数基本特性375
7.4.3微元面对有限面的角系数376
7.4.4有限面对有限面的角系数380
7.5对流换热384
7.5.1计算传热系数所用特征数385
7.5.2传热系数计算基本公式386
7.5.3管内受迫流动换热关联式388
7.5.4外掠单管换热准则关联式389
7.5.5外掠管束389
7.5.6热计算用的气体及液体物理性质390
7.5.7流体沿平板及圆板自然对流与强迫对流时传热系数计算393
7.5.8空气中自然对流传热系数394
7.6真空绝热394
7.6.1高真空绝热394
7.6.2真空多孔绝热394


第8章  真空管路的流导计算    刘玉魁
8.1气体流量、流阻、流导的基本公式398
8.2流量单位398
8.3应用列线图和曲线计算管道串联时的流导和泵的有效抽速399
8.4气体沿管道的流动状态400
8.4.1湍流400
8.4.2黏滞流400
8.4.3分子流401
8.4.4黏滞-分子流401
8.4.5湍流与黏滞流的判别401
8.4.6黏滞流、黏滞-分子流和分子流的判别402
8.5黏滞流时孔的流导402
8.6分子流时孔的流导403
8.6.1圆孔403
8.6.2矩形薄壁窄缝404
8.6.3管道中隔板上的小孔405
8.6.4缩孔405
8.7黏滞流时管道的流导406
8.7.1圆截面长管406
8.7.2圆截面短管407
8.7.3矩形及正方形截面管道407
8.7.4环形截面管道409
8.7.5偏心圆环409
8.7.6椭圆形截面管道410
8.7.7径向辐射流结构流导410
8.7.8各种气体的流导关系411
8.8分子流时管道的流导412
8.8.1圆截面长管412
8.8.2圆截面短管413
8.8.3环形截面管道414
8.8.4椭圆形截面管道414
8.8.5锥形管道415
8.8.6扁缝形管道415
8.8.7矩形管道416
8.8.8等边三角形截面管道417
8.8.9变截面及匀截面管道417
8.8.10弯管418
8.8.11径向辐射流结构的流导418
8.8.12各种气体的管道流导关系418
8.9分子流、黏滞流时对20℃空气,孔和管道的流导汇总419
8.10黏滞-分子流时管道的流导421
8.10.1圆截面管道421
8.10.2矩形截面管道422
8.11以克劳辛系数计算管道流导423
8.12挡板的流导424
8.13用传输概率计算流导426
8.14分子流下复杂管路的流导和传输概率431
8.14.1两截面相同的管道串联431
8.14.2两截面相同的管道中间连接一个大容器431
8.14.3管道与小孔组合后的传输概率432
8.14.4两管道中间有小孔时管路传输概率432
8.14.5两个截面不同的管道串联后的传输概率432


第9章  真空系统的设计    刘玉魁
9.1真空系统设计原则433
9.2真空系统设计中的主要参数435
9.2.1真空室的极限压力435
9.2.2真空室的工作压力435
9.2.3真空室抽气口处泵的有效抽速436
9.3真空室抽气时间计算438
9.3.1低真空及中真空下抽气时间计算438
9.3.2高真空下抽气时间计算443
9.3.3真空室压力下降至初始压力的1/2、1/10和1/e时的抽气时间444
9.4稳定或瞬变过程的平衡压力444
9.5细长真空室内压力分布444
9.6选泵抽速及前级泵配置445
9.6.1主泵选择及抽速计算445
9.6.2前级泵的配置及抽速确定446
9.6.3粗抽泵抽速确定448
9.7油扩散泵抽气系统448
9.7.1扩散泵抽气系统的构成448
9.7.2油封真空泵的运行449
9.7.3扩散泵的运行452
9.8涡轮分子泵抽气系统455
9.8.1涡轮分子泵抽气系统的构成455
9.8.2涡轮分子泵抽气系统运行456
9.9溅射离子泵抽气系统457
9.9.1溅射离子泵抽气系统的构成457
9.9.2溅射离子泵抽气系统的运行458
9.9.3溅射离子泵的使用与维护459
9.9.4分子筛吸附泵的使用与维护459
9.10低温泵抽气系统460
9.10.1低温泵抽气系统的构成460
9.10.2低温泵抽气系统运行461
9.11超高真空系统设计462
9.11.1超高真空与高真空系统设计462
9.11.2材料选择462
9.11.3表面化学清洗及烘烤463
9.11.4抽气技术464
9.11.5超高真空装置实例465
9.12气冷式直排大气罗茨泵抽气系统468
9.12.1气冷罗茨泵选型影响因素469
9.12.2气冷罗茨泵组的极限压力及工作压力470
9.13罗茨真空泵机组470
9.13.1概述470
9.13.2国产罗茨真空泵机组技术性能、曲线、外形尺寸474
9.14扩散泵真空机组490
9.14.1概述490
9.14.2国产扩散泵真空机组外形尺寸与基本参数490


第10章  真空容器设计    刘玉魁
10.1真空容器设计原则500
10.1.1真空容器总体设计要求500
10.1.2真空容器的焊接要求501
10.1.3真空容器检漏501
10.1.4圆筒体的形位偏差501
10.1.5真空室门的设计502
10.1.6真空室水冷套设计504
10.1.7真空室中换热计算505
10.2真空容器强度计算507
10.2.1薄壳507
10.2.2设计压力507
10.2.3壁厚附加量507
10.2.4容器的最小壁厚508
10.2.5许用应力508
10.2.6焊缝系数509
10.2.7开孔削弱系数510
10.3真空容器壳体壁厚计算511
10.3.1圆筒形壳体511
10.3.2球形壳体514
10.3.3锥形壳体515
10.3.4箱形壳体515
10.4外压圆筒和球壳壁厚计算公式520
10.4.1外压圆筒和外压管子520
10.4.2外压球壳523
10.5外压圆筒体加强圈设计530
10.5.1概述530
10.5.2图表法计算加强圈530
10.6容器开孔补强设计531
10.6.1概述531
10.6.2封头开孔补强532
10.6.3外压容器的开孔补强533
10.6.4内压圆筒体开孔补强533
10.6.5开孔补强计算533
10.6.6并联开孔的补强534
10.6.7补强方法534
10.6.8加强圈535
10.7外压封头壁厚计算539
10.7.1外压球形封头539
10.7.2外压凸形封头539
10.7.3锥形封头541
10.7.4平盖541
10.7.5井字加强圆形球盖544
10.8受压平板的应力与挠度计算545
10.8.1概述545
10.8.2矩形平板中心应力及挠度545
10.8.3圆形平板中心应力与挠度547
10.8.4圆环形平板548
10.8.5受压平板应用示例552
10.9容器支撑结构焊缝强度计算555
10.9.1焊缝受力计算555
10.9.2焊缝受力应用示例557
10.10容器封头558
10.10.1容器封头的类型代号及标记方法(摘自JB/T 4746—2002)558
10.10.2封头成型厚度减薄率允许值559
10.10.3容器封头直边的倾斜度、外圆周公差及内直径公差560
10.10.4容器封头内表面积、容积与质量计算561
10.11椭圆形及碟形封头绘制596
10.11.1椭圆形封头绘制596
10.11.2碟形封头绘制597
10.11.3椭圆封头上某一点精确位置确定598


第11章  低温容器设计    刘玉魁
11.1低温容器设计要点599
11.2容器几何尺寸优化600
11.3胆及外壳壁厚计算602
11.3.1内胆为圆筒形壳体602
11.3.2内胆为球形壳体602
11.3.3内压封头壁厚计算602
11.4内胆壁厚计算数据表605
11.5低温容器的换热计算609
11.5.1低温容器的换热方式609
11.5.2气体导热610
11.5.3真空中支撑结构的传热610
11.5.4杜瓦瓶颈管冷损611
11.5.5热辐射引起的冷损611
11.5.6低温容器绝热结构611
11.6低温容器制造主要工艺613
11.6.1低温容器的粘接工艺613
11.6.2低温容器使用的吸附剂614
11.6.3绝热结构安装618
11.7低温容器绝热材料618
11.7.1堆积类绝热材料618
11.7.2粉末材料619
11.7.3真空多层绝热材料620
11.8低温容器类型621
11.8.1高真空绝热容器621
11.8.2真空粉末绝热低温容器621
11.8.3真空多层绝热低温容器626
11.9液氮生物容器627


第12章  真空容器的分析设计    柏树
12.1应力分析629
12.2应力分类630
12.2.1一次应力630
12.2.2二次应力630
12.2.3峰值应力630
12.2.4各类应力的应力强度许用值631
12.3真空容器的结构失稳631
12.4真空容器的有限元分析631
12.4.1有限元法简介631
12.4.2ANSYS简介633
12.5Workbench平台介绍636
12.6真空容器分析设计实例637
12.6.1几何建模、网格与单元637
12.6.2载荷与约束的施加638
12.6.3计算结果638
12.6.4容器稳定性分析640
12.6.5小结641


第13章  真空阀门    魏迎春
13.1概述642
13.2真空阀门的型号编制、型式及基本参数643
13.3电磁真空带充气阀645
13.3.1电磁真空带充气阀原理与用途645
13.3.2电磁真空带充气阀行业标准(摘自JB/T 6446—2004)645
13.4电磁高真空挡板阀646
13.4.1电磁高真空挡板阀原理与用途646
13.4.2电磁高真空挡板阀行业标准(摘自JB/T 6446—2004)646
13.5电磁高真空充气阀647
13.5.1电磁高真空充气阀原理与用途647
13.5.2电磁高真空充气阀行业标准(摘自JB/T 6446—2004)647
13.6高真空微调阀647
13.6.1高真空微调阀原理与用途647
13.6.2高真空微调阀行业标准(摘自JB/T 6446—2004)648
13.7高真空隔膜阀648
13.7.1高真空隔膜阀与用途648
13.7.2高真空隔膜阀行业标准(摘自JB/T 6446—2004)649
13.8高真空蝶阀650
13.8.1高真空蝶阀原理与用途650
13.8.2高真空蝶阀行业标准(摘自JB/T 6446—2004)650
13.9高真空挡板阀651
13.9.1高真空挡板阀原理与用途651
13.9.2高真空挡板阀行业标准(摘自JB/T 6446—2004)651
13.10高真空插板阀652
13.10.1高真空插板阀原理与用途652
13.10.2高真空插板阀行业标准(摘自JB/T 6446—2004)652
13.11真空球阀653
13.11.1真空球阀原理与用途653
13.11.2真空球阀行业标准(摘自JB/T 6446—2004)654
13.12超高真空挡板阀655
13.12.1超高真空挡板阀原理与用途655
13.12.2超高真空挡板阀行业标准(摘自JB/T 6446—2004)655
13.13超高真空插板阀655
13.13.1超高真空插板阀原理与用途655
13.13.2超高真空插板阀行业标准(摘自JB/T 6446—2004)656
13.14国产真空阀657
13.14.1北票真空设备有限公司真空阀门657
13.14.2川北科技(北京)公司真空阀门665


第14章  低温阀门    刘伟成
14.1概述671
14.2分类671
14.3阀门术语(摘自GB/T 21465—2008)672
14.3.1阀门类别(中英文对照) 672
14.3.2结构及零件(中英文对照)672
14.3.3其他术语(中英文对照)673
14.3.4参数及定义674
14.4型号编制和代号表示方法(摘自JB/T 308—2004)675
14.4.1阀门的型号编制方法675
14.4.2编制顺序675
14.4.3阀门代号675
14.4.4命名及示例679
14.5阀门主要零件材料679
14.5.1阀体、阀盖和阀板(阀瓣)680
14.5.2密封面材料680
14.5.3阀杆材料681
14.5.4阀杆螺母材料681
14.5.5紧固件、填料及垫片材料682
14.6低温阀门684
14.6.1截止阀(摘自GB/T 24925—2010)684
14.6.2减压阀685
14.6.3止回阀689
14.6.4调节阀689
14.6.5节流阀697
14.6.6安全阀701
14.6.7低温球阀709
14.6.8其他阀门711
14.7阀门的管理713
14.7.1储存713
14.7.2安装713
14.7.3操作715
14.7.4维护716
14.7.5检查717
14.7.6修理717
14.7.7常见故障及预防718


第15章  真空法兰    魏迎春
15.1概述721
15.2橡胶密封法兰722
15.2.1橡胶密封723
15.2.2真空密封用橡胶726
15.2.3橡胶的深冷应用730
15.2.4国产真空胶管、胶棒、胶板制品731
15.2.5真空密封的设计732
15.2.6真空法兰用橡胶密封圈(摘自GB/T 6070—1995)741
15.2.7氟塑料密封742
15.2.8橡胶密封真空法兰744
15.3金属密封法兰767
15.4真空规管接头783


第16章  低温法兰    刘伟成
16.1概述787
16.2法兰公称尺寸和钢管外径787
16.3法兰类型和密封面788
16.3.1法兰类型788
16.3.2法兰密封面790
16.3.3密封面的尺寸793
16.3.4材料793
16.3.5法兰用垫片及紧固件794
16.3.6法兰接头选配795
16.3.7压力-温度额定值795
16.3.8法兰尺寸796
16.3.9法兰焊接接头和坡口尺寸807
16.3.10法兰的尺寸公差809
16.3.11可配合使用的管法兰标准811
16.4钢制法兰用非金属平垫片812
16.4.1垫片材料和使用条件812
16.4.2垫片材料种类812
16.4.3垫片使用条件813
16.4.4垫片型式814
16.4.5垫片尺寸814
16.5钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片(PN系列)816
16.6钢制管法兰用缠绕式垫片(PN系列)817
16.6.1一般规定817
16.6.2材料818
16.6.3尺寸819
16.7钢制管法兰用具有覆盖层的齿形组合垫(PN系列)820
16.7.1类型和代号820
16.7.2齿形组合垫片公称压力和公称尺寸821
16.7.3齿形组合垫片的使用821
16.7.4材料821
16.7.5齿形组合垫尺寸822
16.8钢制管法兰用紧固件823
16.8.1紧固件型式、规格和尺寸823
16.8.2紧固件的使用规定826
16.8.3管法兰、垫片和紧固件的配合使用827
16.8.4紧固件长度计算方法827
16.8.5法兰、垫片、紧固件选配表830


第17章  真空传动轴    颜昌林
17.1概述831
17.2设计要点及要求831
17.3真空运动导入传动轴833
17.3.1固体直接接触密封836
17.3.2金属波纹管密封850
17.3.3磁力传动密封856
17.3.4磁流体密封860
17.4真空环境中的传动轴871
17.4.1轴的材料872
17.4.2轴的结构设计873
17.4.3真空传动轴滚动轴承选择及润滑882
17.5真空传动轴的装配、调试及检验899
17.5.1装配过程中的清洁、清洗要求900
17.5.2传动轴的轴承安装调试901


第18章  真空与低温工程元件    柏树
18.1电极引入905
18.1.1电极引入部件密封的设计要求905
18.1.2电极引入部件的结构905
18.1.3陶瓷金属封接电极(摘自SJ 1775—81)911
18.1.4国产JB型高压电极引线912
18.1.5国产陶瓷-金属封接电极912
18.1.6气密封圆形连接器914
18.2观察窗917
18.2.1观察窗结构类型917
18.2.2真空设备观察窗(摘自SJ 1774—81)918
18.2.3国产玻璃观察窗919
18.3挡油帽和挡板920
18.3.1挡油帽920
18.3.2挡板920
18.4阱928
18.4.1分子筛吸附阱928
18.4.2冷阱930
18.4.3钛升华阱934
18.4.4前级预抽管道吸附阱934
18.5金属波纹管936
18.6油雾过滤器939
18.7运动及操作元件939


第19章  真空与低温工程材料    柏树
19.1概述944
19.2真空材料出气945
19.2.1概述945
19.2.2金属材料的出气速率946
19.2.3有机材料的出气速率951
19.2.4无机材料的出气速率953
19.2.5高温下的出气总量和气体组分954
19.3材料的气体渗透与扩散960
19.3.1概述960
19.3.2金属材料的渗透系数961
19.3.3石英、玻璃、陶瓷的渗透系数962
19.3.4有机材料的渗透系数963
19.4蒸气压、蒸发(升华)速率965
19.4.1概述965
19.4.2材料的蒸气压966
19.4.3蒸发(升华)速率972
19.5常用真空材料974
19.5.1金属及合金975
19.5.2玻璃、石英和陶瓷987
19.5.3石墨、云母材料989
19.5.4塑料材料991
19.5.5真空用橡胶材料998
19.5.6真空泵油、脂及封蜡1001
19.5.7吸附剂及吸气剂1008
19.5.8高温真空装置材料1015
19.6低温材料的热物理性质1020
19.6.1低温用绝热材料1020
19.6.2材料的低温物理性能1024


第20章  容器检漏    肖祥正
20.1概述1028
20.2容器上容易产生泄漏的部位1028
20.3检漏中用到的基本概念1029
20.3.1漏率及其单位1029
20.3.2影响漏率大小的因素1030
20.3.3标准漏率1032
20.3.4允许漏率1032
20.3.5灵敏度与最小可检漏率1034
20.3.6仪器的反应时间、清除时间及其校准方法1037
20.3.7逆流检漏仪1038
20.3.8气体通过漏孔的流动状态及其判别方法1039
20.3.9气体通过漏孔的漏率计算1041
20.4容器检漏工艺要求1044
20.5真空容器检漏方法1045
20.5.1氦质谱检漏技术1045
20.5.2四极质谱计检漏法1048
20.5.3真空计检漏法1049
20.5.4真空容器总漏率测试1051
20.6压力容器检漏方法1055
20.6.1氦质谱检漏法1055
20.6.2气泡法1058
20.6.3氨检漏法1062
20.6.4声波检漏法1064
20.6.5氢气混合气检漏1067
20.6.6红外线吸收法检漏技术1068
20.6.7压力容器总漏率测试1071
20.7国内外氦质谱检漏仪产品介绍1083


第21章  真空低温工程中的焊接技术    刘玉魁
21.1真空与低温容器焊接要点1090
21.1.1焊接通用工艺原则1090
21.1.2真空及低温容器焊接规程1090
21.1.3真空和低温容器焊接要求1092
21.2焊接方法及特点1094
21.2.1焊接方法分类1094
21.2.2常用焊接方法选择1094
21.2.3金属材料适用焊接方法1096
21.3金属的可焊性1096
21.3.1钢的可焊性1096
21.3.2有色金属可焊性1097
21.3.3异种金属间的可焊性1098
21.3.4异种金属材料间焊接适宜的焊接手段1099
21.4焊接材料的选择1104
21.4.1焊接材料的作用1104
21.4.2选择焊条的基本原则1106
21.4.3焊丝的选择要点1107
21.4.4焊剂配用焊丝及用途1107
21.4.5几种常用钢的焊条选择1108
21.4.6焊丝的选择1116
21.4.7焊剂的选择1124
21.5电弧焊1128
21.5.1焊条电弧焊1128
21.5.2埋弧焊1136
21.6钨极气体保护焊1138
21.6.1钨极氩弧焊1138
21.6.2钨极气体保护焊设备1140
21.6.3钨极氩弧焊保护气体1143
21.6.4钨极氩弧焊焊丝选择1144
21.6.5钨极氩弧焊重要工艺1145
21.6.6钨极氩弧焊典型材料的焊接参数1150
21.6.7钨极氩弧焊常见缺陷及预防措施1153
21.7熔化极氩弧焊1155
21.7.1工作原理及应用1155
21.7.2焊前清理1155
21.7.3熔化极氩弧焊常用焊接参数1156
21.7.4熔化极气体保护焊常见缺陷及预防措施1165
21.7.5熔化极焊机常见故障及排除方法1166
21.8二氧化碳气体保护焊1168
21.8.1原理及应用范围1168
21.8.2二氧化碳气体保护焊焊接工艺要点1169
21.8.3二氧化碳气体保护焊常见缺陷及预防措施1171
21.9等离子弧焊1172
21.9.1概述1172
21.9.2等离子弧焊机的构成1174
21.9.3等离子弧焊机常见故障1176
21.9.4微束等离子弧焊1176
21.9.5等离子弧焊的缺陷及防止措施1177
21.10激光焊1177
21.10.1激光焊接基本原理1177
21.10.2激光焊的特点1178
21.10.3激光焊的分类及应用1179
21.10.4激光器的选择1179
21.10.5激光焊接的保护气体1180
21.10.6激光焊接头形式1181
21.10.7激光焊的应用1181
21.11电子束焊1183
21.11.1电子束焊接原理及应用1183
21.11.2电子束焊接的特点1183
21.11.3电子束焊接头1184
21.11.4电子束焊的应用1184
21.11.5电子束焊重要工艺措施1184
21.11.6电子束焊的缺陷及预防1186
21.12钎焊1186
21.12.1钎焊原理及特点1186
21.12.2钎焊方法及应用1187
21.12.3钎焊接头形式1189
21.12.4钎缝间隙的确定1190
21.12.5钎料1191
21.12.6钎剂1198
21.13真空钎焊1199
21.13.1真空钎焊原理1199
21.13.2真空钎焊的特点1200
21.13.3真空钎焊主要工艺参数1200
21.13.4影响真空钎焊质量的重要因素1202
21.14真空扩散焊1203
21.14.1真空扩散焊原理1203
21.14.2真空扩散焊的特点及应用1203
21.14.3真空扩散焊设备的构成1204
21.14.4各种材料扩散焊的可能性1204
21.14.5真空扩散焊钎料选择1205
21.14.6真空扩散焊重要工艺1205
21.15异种材料的焊接1207
21.15.1异种材料焊接影响因素1207
21.15.2性能相异的材料之间焊接难点1208
21.15.3异种材料焊接选用的焊接方法1208
21.15.4异种材料焊接母材分类1211
21.15.5异种材料电弧焊时焊材及预热温度回火温度的选择1212
21.15.6异种钢材的气体保护焊焊材选择1215
21.15.7奥氏体不锈钢与珠光体耐热钢焊接时焊材选择1216
21.15.8铜与铝的钎焊1216
21.15.9铜与钼的焊接1219
21.15.10铜与钨的焊接1219
21.15.11钼与钨的焊接1220
21.16金属与陶瓷的焊接1220
21.16.1陶瓷的一般特性1220
21.16.2钎焊1221
21.16.3真空扩散焊1223
21.16.4陶瓷与金属的电子束焊接1225
21.17低温用钢及其焊接1226
21.17.1低温用钢分类1226
21.17.2低温用钢主要种类1227
21.17.3低温用钢采用的焊接方法1231
21.17.4低温用钢焊条电弧焊1231
21.17.5埋弧焊1233
21.17.6钨极惰性气体保护焊1234
21.17.7熔化极气体保护电弧焊1235
21.17.8低温用钢焊接工艺1236
21.17.9低温高合金钢的焊接1239


第22章  真空清洁处理    刘玉魁
22.1清洁处理的目的1242
22.2真空容器中污染物的来源1243
22.3清洁处理要求1243
22.3.1功能要求1243
22.3.2对清洗及安装人员要求1243
22.3.3清洗环境要求1244
22.3.4真空装置清洁要求1244
22.4清洁处理主要方法1244
22.4.1机械清理1244
22.4.2有机溶剂除油1244
22.4.3化学侵蚀清除氧化层1246
22.4.4电化学清洗1247
22.4.5电化学抛光1247
22.4.6超声波清洗1249
22.5特殊清洗方法1250
22.5.1辉光放电清洗1250
22.5.2氮气冲洗1250
22.5.3氟利昂蒸气清洗1251
22.5.4烧氢清除金属表面氧化物1252
22.5.5紫外辐照除污染1252
22.5.6真空烘烤出气1253
22.6常用材料清理方法1254
22.6.1清除金属氧化物1254
22.6.2常用非金属材料的清洗1257
22.7降低不锈钢材料出气的手段1257
22.7.1不锈钢出气特性1258
22.7.2降低不锈钢出气率的手段1259
22.8空间模拟室清洁处理1260
22.8.1清洁要求1260
22.8.2污染控制方法1261
22.9真空中污染的检测1261
22.9.1除油清洁度检验方法1261
22.9.2污染检测仪器1261
22.10安装环境洁净度1262


第23章  航天器空间环境模拟设备    刘玉魁  杨建斌
23.1航天器空间环境1263
23.1.1地球大气层1263
23.1.2真空环境1264
23.1.3原子氧环境1265
23.1.4航天器太阳辐射环境1265
23.1.5空间低温环境1266
23.1.6太阳紫外线辐射1266
23.1.7空间粒子辐照环境1266
23.1.8空间等离子体环境1267
23.2空间环境模拟方法简述1267
23.2.1航天器真空热环境模拟1268
23.2.2真空中放电模拟1268
23.2.3原子氧模拟1269
23.2.4空间紫外线模拟1269
23.2.5机械构件冷焊模拟1270
23.2.6粒子辐照模拟1270
23.2.7空间等离子体使航天器带电模拟1270
23.3航天器真空热环境模拟设备1271
23.3.1空间热真空环境1271
23.3.2ZM系列热真空环境模拟试验设备1272
23.3.3ZM3000空间环境模拟试验设备1275
23.3.4ZM4300光学遥感器空间环境模拟设备1277
23.3.5KM空间模拟器1281
23.4航天器热环境模拟设备通用技术条件1295
23.4.1术语和定义1295
23.4.2技术要求1296
23.4.3结构设计要求1298
23.4.4制造要求1302
23.4.5安全防护要求1304
23.4.6检验规则1304
23.4.7主要技术参数测试方法1305
23.5太阳模拟器1307
23.5.1太阳模拟器的构成1307
23.5.2太阳模拟器各种光学器件的作用1308
23.5.3太阳模拟器的冷却1309
23.5.4各国太阳模拟器简介1309
23.6空间光学遥感器试验设备1311
23.6.1试验设备组成1312
23.6.2真空抽气系统1313
23.6.3主要组件设计1313
23.6.4试验结果1315
23.6.5设备特点1315
23.7红外遥感器辐射定标设备1316
23.7.1F3H红外定标空间环境模拟设备1316
23.7.2NASA辐射定标设备1317
23.7.3Los Alamos国家实验室辐射定标设备1318
23.7.4Lockheed公司辐射定标设备1318
23.7.5法国Orsay太空红外观测相机(ISOCAM)辐射定标设备1319
23.8空间等离子体环境模拟设备1320
23.8.1空间等离子体参数1320
23.8.2空间等离子体环境模拟设备基本构成1321
23.8.3INAF-IFSI等离子体环境模拟实验系统1321
23.8.4法国JONAS地面等离子体环境模拟实验系统1322
23.8.5美国SPSC地面等离子体环境模拟实验系统1323
23.9空间粒子辐射环境模拟装置1324
23.9.1太阳电池电子辐照模拟装置1324
23.9.2热控涂层质子辐照装置及评价1325
23.9.3CCD粒子辐照源及试验评价1327
23.10空间原子氧模拟装置1328
23.10.1原子氧模拟设备的构造1329
23.10.2原子氧/紫外辐照效应1330
23.11航天器热控涂层材料综合环境试验装置1331
23.12航天材料出气及质损试验设备1332
23.12.1空间真空环境对材料的影响1332
23.12.2航天器用材料出气筛选的主要指标1332
23.12.3航天器用材料出气筛选的试验方法标准及材料出气筛选的取舍判据1333
23.12.4航天器用材料出气筛选的异位测试1333
23.12.5航天器用材料出气筛选的原位测试1336
23.13空间活动部件冷焊试验设备1337
23.13.1冷焊模拟设备1337
23.13.2超高真空防冷焊评价试验设备1338
23.14亚暴环境模拟设备1341
23.14.1磁层亚暴环境及等离子体注入1341
23.14.2环境参数的确定1341
23.14.3亚暴环境模拟设备1342
23.15电推进器综合性能试验设备1344
23.15.1电推进器试验设备基本要求1344
23.15.2英国离子电推进系统寿命试验设备1344
23.15.3美国离子电推进系统寿命试验设备简介1346
23.15.4意大利离子电推进系统寿命试验设备简介1347
23.16电推进器阴极试验装置1347
23.16.1美国电推进器阴极试验装置1348
23.16.225cmXIPS阴极发射及点火性能评价装置1348
23.16.3英国T6阴极试验装置1350
23.17火箭发动机模拟试验设备1350
23.17.1固体火箭发动机点火模拟设备1350
23.17.2激光点火模拟设备1351
23.17.3火箭发动机高空试车台1351
23.17.4姿态调整火箭高空试车台1353


第24章  真空应用装置    刘玉魁  高俊旺
24.1真空环境制备纳米材料1355
24.1.1概述1355
24.1.2纳米半导体薄膜制备1355
24.1.3银纳米颗粒与薄膜制备1356
24.1.4纳米颗粒铜薄膜制备1357
24.1.5真空冷冻干燥方法制备纳米粉1358
24.2真空绝热板1361
24.2.1真空绝热板结构1361
24.2.2影响真空绝热板内真空度的因素1362
24.2.3真空度对热导率的影响1363
24.2.4真空绝热板的寿命1365
24.2.5真空绝热板封装设备真空抽气机组1366
24.3真空玻璃1366
24.3.1真空玻璃的特点1366
24.3.2真空玻璃的隔热性能1367
24.3.3真空玻璃的隔声性能1369
24.3.4真空玻璃的寿命1369
24.3.5真空玻璃生产设备1370
24.4幕墙玻璃1371
24.4.1普通玻璃的光学性能1371
24.4.2镀膜玻璃的隔热性能1371
24.4.3幕墙玻璃的种类1372
24.4.4中空玻璃1375
24.5真空中沉积薄膜1376
24.5.1概述1376
24.5.2真空蒸发镀膜1377
24.5.3蒸发卷绕式镀膜机1387
24.5.4真空溅射镀膜1388
24.5.5离子镀膜1397
24.5.6化学气相沉积(CVD)制作薄膜1405
24.5.7各种化合物薄膜及形成方法1416
24.5.8真空镀膜设备国家标准1419
24.5.9国产真空镀膜设备概况1425
24.6分子束外延设备1434
24.6.1概述1434
24.6.2独立束源快速换片型分子束外延设备1435
24.6.3对真空的要求1435
24.6.4清洁的超高真空抽气系统1436
24.6.5几个重要部件的真空问题1436
24.7离子束刻蚀技术1437
24.7.1概述1437
24.7.2工作原理1438
24.7.3技术性能1439
24.7.4结构特点1441
24.7.5离子源及真空系统设计要点1444
24.7.6电源和控制系统设计要点1448
24.7.7离子束刻蚀工艺1450
24.7.8国内外离子束刻蚀机概况1453
24.8电子束离子束表面改性1455
24.8.1电子束表面改性1455
24.8.2离子束表面改性1457
24.9真空冶金炉1461
24.9.1概述1461
24.9.2真空电阻炉1462
24.9.3真空电子束炉1471
24.9.4真空电弧炉1475
24.9.5真空感应炉1481
24.9.6真空炉产品1488
24.10钢液真空脱气1489
24.10.1概述1489
24.10.2钢液真空脱气及排除夹杂原理1489
24.10.3钢液真空处理方法1490
24.10.4钢液处理设备设计1494
24.11真空热处理1500
24.11.1概述1500
24.11.2真空退火1500
24.11.3真空淬火1503
24.11.4真空渗碳1505
24.11.5伊普森真空热处理炉1506
24.11.6HPV-200型高压真空气淬炉1508
24.11.7真空渗碳炉1510
24.12离子氮化表面处理1511
24.12.1概述1511
24.12.2工作原理1511
24.12.3辉光离子氮化炉1512
24.12.4D30型辉光离子氮化炉1513
24.13真空钎焊1514
24.13.1概述1514
24.13.2真空钎焊原理1515
24.13.3真空钎焊设备1517
24.14真空电子束焊机1522
24.15真空冷冻升华干燥1527
24.15.1概述1527
24.15.2冷冻升华干燥原理1528
24.15.3食品冷干设备1530
24.15.4真空冷冻升华干燥工艺1531
24.15.5食品冻干机与医药冻干机设计差异1540
24.16果蔬食品的真空保鲜1543
24.16.1概述1543
24.16.2真空预冷保鲜1543
24.16.3真空包装保鲜食品1548
24.16.4真空气体置换保鲜1552
24.16.5真空包装材料1555
24.17真空包装机1559
24.18真空膨化1571
24.18.1真空油炸膨化1571
24.18.2真空冻干膨化1571
24.18.3低温高压气流膨化1572
24.18.4真空微波膨化1572
24.18.5气流微波膨化1573
24.19真空气相干燥1573
24.20真空浸渍1577
24.21真空蒸馏1584
24.21.1概述1584
24.21.2真空蒸馏装置1584
24.21.3真空蒸馏海水淡化1590
24.21.4工业锂的真空蒸馏1591
24.22真空输送1592
24.22.1真空吊车1592
24.22.2物料的真空吸送1593
24.22.3混凝土真空吸水软吸盘1596
24.23真空过滤1599
24.23.1概述1599
24.23.2真空过滤机1599
24.24加速器真空系统1603
24.24.1概述1603
24.24.2高压加速器真空系统1604
24.24.36MeV串列加速器真空系统1605
24.24.4高能同步加速器1606
24.24.5回旋加速器真空系统1610
24.25受控核聚变装置1612
24.25.1概述1612
24.25.2受控核聚变装置真空环境特点1612
24.25.3真空室1613
24.25.4托卡马克装置1614
24.25.5EAST超导托卡马克装置真空系统1615
24.25.6HL-2A托卡马克真空系统及烘烤1617
24.25.7HT-7超导托卡马克第一壁He辉光硼化1619
24.26真空在核电中的应用1620
24.26.1概述1620
24.26.2真空在核电燃料生产中的应用1621
24.26.3真空在核电设备制造中的应用1622
24.26.4真空在核电站运行中的应用1623


第25章  基础数据    肖祥正  张英明  刘玉魁
25.1基本物理常数1625
25.2气体常用数据1627
25.2.1标准大气的主要组成成分1627
25.2.2各种单位下的R值及k值1628
25.2.3常用示踪气体和蒸气在15℃时的物理性质1628
25.2.4常用气体的有关数据及物理性质1628
25.2.5一些气体(蒸气)的电离电位1635
25.3真空用吸附剂材料的性质1635
25.3.1真空用吸附剂材料规格及技术特性1635
25.3.2分子筛的规格及技术特性1635
25.3.3低温下活性炭的吸附容量1636
25.3.4分子筛、活性炭对气体的吸附量1636
25.3.5各种固体材料对气体的吸附热1637
25.3.6几种吸气剂对不同气体的吸附热1637
25.3.7金属的化学吸附热1638
25.3.8钛膜对氮、氢、氘的吸附特性1639
25.4真空中常用金属材料的性质1639
25.4.1金属材料弹性模量及泊松比1639
25.4.2材料的线膨胀系数α1639
25.4.3材料的密度1640
25.4.4奥氏体不锈钢的力学性能1640
25.4.5高温下金属的力学性能1641
25.5真空中常用非金属材料的性能1641
25.5.1无机物和有机物的特性1641
25.5.2高熔点氧化物陶瓷的性能1645
25.5.3高氧化铝陶瓷的性能1647
25.6常用计量单位1648
25.6.1国际单位制的基本单位1648
25.6.2国际单位制的辅助单位1648
25.6.3国际单位制中具有专门名称的导出单位1648
25.6.4我国选定的非国际单位制(SI)单位1648
25.6.5用于构成十进倍数和分数单位的词头1649
25.6.6法定计量单位定义1649
25.7常用计量单位换算1652
25.7.1各种长度单位换算1652
25.7.2各种面积单位换算1652
25.7.3各种体积(容积)单位换算1652
25.7.4质量单位换算1653
25.7.5力单位换算1654
25.7.6气体压力单位换算1654
25.7.7功单位换算1655
25.7.8各种能量单位换算1655
25.7.9功率单位换算1655
25.7.10热能单位换算1655
25.7.11常用热力学单位换算1656
25.7.12热流量单位换算1656
25.7.13热传导系数单位换算1656
25.7.14分子热传导系数单位换算1656
25.7.15比热容单位换算1657
25.7.16温度单位的换算公式1657
25.7.17黏度单位换算1658
25.7.18抽速单位换算1658
25.7.19流量单位换算1658
25.7.20漏率单位换算(T=0℃)1659
25.7.21电磁单位换算1659
25.7.22平面角单位换算系数1660
25.7.23功率、能量流及热流单位换算系数1660
25.7.24电磁学量的CGS制单位、国际单位与SI单位对照1661
25.7.25不同温标间的换算关系1662
25.7.26不同温标的绝对零点、水冰点、水三相点及水沸点1662
25.7.27国际实用温标IPTS-68第二类参考点1663
25.7.28磅(lb)换算为千克(kg)1663
25.7.29常衡盎司(oz)换算为千克(kg)1663
25.7.30英制压力与应力单位换算系数1664
25.7.31功、能、热量英制单位换算系数1664
25.8常用量和单位通用符号1665
25.8.1空间和时间的量和单位1665
25.8.2周期及其有关现象的量和单位1666
25.8.3力学的量和单位1666
25.8.4热学的量和单位1667
25.8.5电学和磁学的量和单位1668
25.8.6光及有关电磁辐射的量和单位1670
25.8.7物理化学和分子物理学常用量和单位1672
25.9真空及航天相关标准1672
25.9.1国内真空技术标准目录1672
25.9.2国内外泄漏检测标准目录1676
25.9.3国内航天器空间环境模拟试验设备及军用装备相关试验标准1680
致谢1682


参考文献    1685

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