Рис. 1. Диапазоны рабочих давлений различных вакуумметров (пунктирными линиями показаны предельные давления).
Вакуумная арматура
Ва'куумная армату'ра, комплект вспомогательных, обычно типовых устройств вакуумной системы. Требования, предъявляемые к В. а.: весьма высокая герметичность всех её деталей и соединений и очень малое отделение газа с её стенок и уплотнителей. К В. а. относятся: вентили запорные и регулирующие с ручным (рис. 1 ), электрическим, гидравлическим или пневматическим приводом; затворы для перекрытия проходов с большим поперечным сечением, с теми же видами привода; натекатели клапанного и игольчатого типов, служащие для точного дозирования весьма малых количеств газа, или трубчатого типа, открывающие проток газа при нагревании капиллярной трубки (рис. 2 ); вводы электроэнергии, охлаждающей воды или жидких газов; окна смотровые для наблюдения за процессами в вакууме и для вывода различных видов излучения; некоторые виды устройств для передачи в вакуумные объёмы механического движения и др. К В. а. также причисляют механические вакуумметры (остальные их типы, ввиду многообразия и сложности, составляют самостоятельную область вакуумной техники; см. Вакуумметрия ).
Соединения В. а. низкого вакуума уплотняются прокладками из вакуумной резины, подвижные штоки — сальниковыми устройствами специальной конструкции. В системах высокого и сверхвысокого вакуума для подвижных штоков обычно применяются сильфоны, отделяющие приводной механизм от вакуумного объёма (см. рис. 1 ). Прокладки для В. а. сверхвысокого вакуума делают из специальных сортов термостойкой резины, некоторых видов пластмасс или из пластичных металлов.
Лит.: Ланис В. А., Левина Л. Е., Техника вакуумных испытаний, 2 изд., М. — Л., 1963; Пипко А. И., Плисковский В. Я., ПенчкоЕ. А., Оборудование для откачки вакуумных приборов, М. — Л., 1965.
А. В. Балицкий.
Рис. 2. Трубчатый вакуумный натекатель: 1 — капиллярная трубка; 2 — проволока; 3 — подогреватель (показана его обмотка).
Рис. 1. Схема вакуумного сильфонного вентиля с ручным управлением.
Вакуумная плавка
Ва'куумная пла'вка, плавка металлов и сплавов под пониженным давлением, чаще всего 10-1 —10-4 н /м2 (10-3 —10-6 мм рт . ст .). Позволяет эффективно очищать металл от газов (азота, кислорода и водорода), примесей цветных металлов и неметаллических включений; успешно используется в производстве металлов для особо ответственных изделий. Эту плавку осуществляют в вакуумных электропечах. В. п. металлов и сплавов получила промышленное применение в начале 50-х гг. 20 в. Этим методом в СССР ежегодно выплавляют сотни тыс. т высококачественных сталей, сплавов и чистых металлов.
Вакуумная спектроскопия
Ва'куумная спектроскопи'я, спектроскопия коротковолновой ультрафиолетовой области и мягких рентгеновских лучей (длиной волны от 200 до 0,4—0,6 нм , или от 2000 до 4—6Ă. Излучение в этом диапазоне длин волн сильно поглощается в воздухе, поэтому в В. с. спектральный прибор, приёмник и источник излучения помещают в герметическую камеру, из которой откачан воздух до давления 10-4 — 10-5мм рт . ст . (10-2 —10-3н /м2 ). Камеру часто наполняют инертными газами (например, гелием), которые не поглощают излучение. Источником излучения в В. с. чаще всего служит высоковольтная вакуумная (или «горячая») искра, работающая при напряжении 50 кв и искровом промежутке около 1 мм . Установка, создающая искру, помещена в одной камере со спектральным прибором.
Приборы и методы, применяемые в В. с., обладают специфическими. особенностями, обусловленными непрозрачностью обычных оптических материалов для коротковолновой области. Для длин волн меньше 110 нм (1100 Ă) вместо приборов с обычными призмами и линзами применяют спектрографы с вогнутыми дифракционными решётками из стекла либо изогнутыми кристаллами (например, слюда), действующими как дифракционная решётка .
Исследование спектров испускания и поглощения в ультрафиолетовой области имеет большое значение для изучения строения внутренних электронных оболочек атома, систематики атомных и электронных молекулярных спектров , для расшифровки спектров звёзд и туманностей. Особенно большое значение имеет В. с. для физики высокотемпературной плазмы.
Лит.: Сойер Р., Экспериментальная спектроскопия, пер. с англ., М., 1953; Гаррисон Д., Лорд Р., Луфбуров Д., Практическая спектроскопия, пер. с англ., М., 1950.
Вакуумная техника
Ва'куумная те'хника, совокупность методов и аппаратуры для получения, поддержания и контроля вакуума.
История развития физики и химии, а также ряда отраслей промышленности неразрывно связана с развитием В. т. Герон из Александрии (вероятно, 1 в.) описывает приспособления (рис. 1 и 2 ), которые можно считать прототипами пневматических механизмов, использованных позднее для создания разрежения. Первые опыты с вакуумом относятся к 40-м гг. 16 в. В 1654 немецкий учёный О. фон Герике поставил опыт с Магдебургскими полушариями, наглядно показав существование атмосферного давления. Насос, которым он пользовался, был первым насосом для получения вакуума (рис. 3 ).
Изготовление ламп накаливания (1879) вызвало дальнейшее развитие В. т. Значительный вклад в В. т. внёс немецкий учёный В. Геде. В 1905 он впервые применил вращательный ртутный насос, в 1913 создал первый молекулярный насос (рис. 4 ), в 1915 опубликовал отчёт о диффузионном насосе (рис. 5 ). В 1916 американский учёный Ленгмюр создал конденсационный парортутный насос (рис. 6 ).
Быстрое развитие В. т. связано с развитием электроники, ядерной энергетики, ускорительной техники. Современные достижения в области вакуумной дистилляции , широкое распространение вакуумно-металлургических и вакуумно-химических процессов, работы в области управляемых термоядерных реакций, техника получения тонких плёнок, особо чистых материалов для космических летательных аппаратов и испытания этих аппаратов в условиях, близких к космическим, стали возможны только благодаря высокому уровню развития современной В. т. В июне 1958 в Бельгии состоялся первый Международный конгресс по В. т., решением которого было создание Международного общества по вакуумной физике и вакуумной технике.
Вакуумная система, или вакуумная установка, представляет собой ёмкость, соединённую с вакуумными насосами , и включает в себя вакуумметры ,вакуумную арматуру , течеискатели и др. устройства. Выбор типа вакуумного насоса для поддержания вакуума при обеспечении заданного процесса определяется рабочим диапазоном давлений насоса и его предельным давлением; быстротой откачки насоса в заданном диапазоне (рис. 7 ). Порядок получения высокого вакуума следующий: механическими форвакуумными насосами от атмосферного давления до 10-1 н /м2 (10-3мм рт. ст. ); диффузионными насосами до 10-5н /м2 (10-7 мм рт. ст. ); ионно-сорбционными насосами до 10-9 н /м2 (10-11 мм рт. ст .). Достижение давлений порядка 10-6 —10-7н /м2 (10-8— 10-9 мм рт. ст. ) и меньше невозможно без предварительного удаления газа со стенок откачиваемого объёма.
