Что такое электронная лампа?

Что такое вакуумная трубка?

Вакуумные трубки — это специальные трубки, используемые в условиях высокого вакуума.

В вакуумных приложениях трубка должна работать с небольшим количеством газа или без него или быть полностью вакуумированной. Это исключает воздействие газов и позволяет проводить различные передовые научные исследования и промышленные приложения.

Применение вакуумных трубок

1. Производство полупроводников

Вакуумные трубки являются важнейшим элементом в полупроводниковой промышленности. Процесс производства полупроводников требует высоковакуумной среды, и вакуумные трубки используются в таких процессах, как травление и осаждение. Вакуумные трубки используются в таких процессах, как травление и осаждение, которые позволяют производить высокоточные полупроводниковые приборы.

2. Исследование космоса

Вакуумные трубки используются в оборудовании для исследования космоса и спутниках из-за чрезвычайно низкого давления вакуумных условий в космосе. Вакуумные трубки поддерживают надежную работу этих устройств, которые требуют надежности и долговечности в условиях высокого вакуума.

3. Прецизионное измерительное оборудование

В научных исследованиях и промышленности бывают случаи, когда требуются мельчайшие измерения и оценки. Вакуумные трубки идеально подходят для точных измерительных приборов и испытательного оборудования, чтобы исключить влияние газов и обеспечить высокоточные измерения.

4. Вакуумное охлаждение Вакуумное охлаждение

Вакуумные трубки также могут использоваться для процессов охлаждения и заморозки. В вакуумной среде теплопроводность снижается, а охлаждающий эффект материала или образца улучшается. Вакуумные трубки могут использоваться для более эффективного охлаждения.

5. Масс-спектрометрия

Масс-спектрометр является важным устройством, используемым для определения состава и состава материалов. Вакуумные трубки используются для удержания образца в вакууме для обеспечения точной масс-спектрометрии.

6. Лазерная система

В лазерных системах усиление света и индуцированное излучение происходят в условиях вакуума. Вакуумные трубки способствуют распространению света в лазерных системах и улучшают производительность лазеров.

Принцип работы вакуумной трубки

1. Исключение газов

Вакуумные трубки важны для достижения высокого вакуума путем удаления газов из внутренней части вакуумной трубки. Вакуумные трубки обычно оснащены специальным насосом, внутри которого откачиваются газы для создания вакуума. Удаление газов приводит к очень низкому давлению внутри вакуумной трубки, создавая вакуум.

2. Предотвращение утечек

Вакуумные трубки должны быть чрезвычайно герметичными, поэтому важно не допускать утечек. Вся структура трубки, включая соединения и уплотнения, должна быть герметичной. Утечки затрудняют поддержание вакуума и мешают точной работе оборудования.

3. Сниженная теплопередача

Вакуумные трубки имеют характеристику пониженной теплопроводности в среде высокого вакуума. При нормальном атмосферном давлении тепло передается через воздух, но в условиях высокого вакуума присутствует меньше газа, поэтому теплопроводность подавляется.

Это изменяет тепловые свойства объекта или образца внутри вакуумной трубки, что позволяет эффективно контролировать тепло.

4. Нагрев и испарение

Некоторые вакуумные трубки работают по принципу нагрева и испарения. Установленный внутри нагреватель нагревает образец или материал, тем самым производя газ или пар.

Этот процесс позволяет контролировать давление и состав вакуумной трубки.

5. Введение газа

В некоторых экспериментах или процессах необходимо вводить определенные газы в вакуумную трубку. В этом случае используется контролируемое устройство ввода газа.

Вводя определенные газы в точных количествах, можно наблюдать реакции и поведение образца и продвигать исследовательский или производственный процесс.

Типы вакуумных трубок

1. Эжекторная трубка

Эжекторная трубка — это тип трубки, которая использует высокоскоростной поток воздуха для создания вакуума. Внутри находится сопло, и сжатый воздух или пар выбрасывается соплом с высокой скоростью, всасывая окружающий газ и образуя вакуум.

Конструкция проста и не требует электроэнергии для работы, поэтому возможно энергосберегающее создание вакуума. В основном он используется в выхлопных системах и воздушных насосах. 

2. Диффузионный насос

Диффузионный насос — это тип трубки, которая использует молекулярную диффузию для устранения газа. Внутри находится нагреватель и охладитель, а молекулы газа сталкиваются друг с другом и адсорбируются и десорбируются на стенке, тем самым устраняя газ.

Он используется в областях высокого вакуума и подходит для достижения высоких уровней вакуума. Этот тип в основном используется в производстве полупроводников и вакуумной металлизации.

3. Турбомолекулярный насос

Турбомолекулярные насосы представляют собой тип трубки, которая использует высокоскоростные вращающиеся турбомолекулы для устранения газов. Молекулы устраняются вращением турбомолекул, образуя область высокого вакуума.

Поскольку они могут достигать чрезвычайно высоких уровней вакуума, они используются для передовых экспериментов и обработки. Эти продукты играют особенно важную роль в производстве полупроводников и аэрокосмической промышленности.

4. Ионный насос

Ионные насосы представляют собой тип трубки, в которой ионизированный газ исключается электрическим полем. Ионные насосы имеют внутри электроды, и ионизированный газ притягивается электрическим полем и выбрасывается из трубки.

Помимо достижения высокой степени вакуума, он также эффективен для удаления редких газов и водяного пара. В основном он используется в вакуумных холодильниках и электронных микроскопах.