设备系列：定制高真空系统

1、发展背景

随着产业发展及学科融合，真空技术应用场景极大丰富，真空技术应用领域的不断拓展促进了不同学科间的相互融合和交叉学科的诞生。

超高真空和高真空技术的进步推动了半导体、航天航空、核电能源等高技术产业的发展。近些年，真空腔体、泵、阀门和密封件在增材制造、核聚变、粒子加速器和集成电路等领域发展的带动下取得新的进展，支撑了重要理论验证和重大工程建设，催生了新的科研成果。

2、高真空的定义

高真空（HV）系统是指在极低压力下运行的真空系统，通常压力> 10-7 mbar。这种系统广泛应用于科学研究、材料科学、表面科学等领域，尤其是在需要高度清洁和无污染的环境中进行实验时。

高真空（high vacuum，HV）一般定义为 > 10-7 mbar；

超高真空（ultra-high vacuum，UHV）一般定义为10-7-10-12 mba；

极高真空（Extreme high vacuum，XHV）一般定义为 < 10-12 mbar；

高真空系统的核心部分包括真空腔、真空泵、阀门、密封件、测量和控制仪器等。

高真空系统的特点：

    🔹洁净度高

    🔹平均自由程长

    🔹绝热性

3、高真空系统常见的主泵类型

为了高效的获得高真空或超高真空，首先需要选择至少一台真空泵作为主泵。高真空或超高真空系统常见的主泵类型包括分子泵、离子泵、钛升华泵和 NEG 吸气剂泵、复合离子泵。

当主泵确认后，再根据主泵的特点和需求选择合适的前级泵，如隔膜泵、涡旋泵、涡轮分子泵组等。为了避免油蒸汽的污染，高真空超高真空系统一般会选择无油真空泵。

4、高真空的应用领域

在材料科学研究领域，超真空系统广泛应用于薄膜生长、表面改性等方面的研究。例如，在金属薄膜生长实验中，需要在超真空环境下进行，以排除气体分子对薄膜生长的影响。此时，有效的排气和精确的测量技术是实验成功的关键。在表面物理研究方面，高真空应用包括磁控溅射、激光脉冲沉积、分子束外延、表面分析和粒子加速器等。

5、相关案例

     ▪超高真空生长腔

     ▪超高真空互联系统

     ▪高真空环境模拟系统

     ▪高真空工艺腔体

     ▪真空实验腔室

              ...

高真空（HV）系统在科学研究、材料科学、表面科学等领域具有广泛的应用前景。为了获得高质量的实验结果，必须对高真空系统的排气和测量技术进行深入研究。

未来，随着技术的不断发展，高真空系统的应用领域将进一步拓展，为科学研究和技术创新提供更多可能性。

参考资料：

西湖大学；

超高真空和高真空技术的应用，马义刚等；