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真空技术与电子技术史话

时间:2010-12-15 11:37来源:东山真空 作者:YCF 点击:

 

1904年,英国的弗莱明利用爱迪生发现的真空中有电子运动现象的原理,并使用旋转抽气泵,制成了真空二极管,它是实际应用真空自由电子的一种器件,人们用它进行检波和整流。1907年,美国人德福雷斯在二极管中又增加了一个电极,做成真空三极管。德福雷斯的发现,为发展无线电广播事业奠定了坚实的基础。1915年,人们实现了从美国到法国8000公里的远距离广播。1920 年世界上第一座无线电广播电台开始播音,广播事业的大发展从此开始。1909 年钨丝的发明更加促进了电子学的发展,白炽灯泡中用钨丝代替碳丝成为现实。真空二极管、三极管的年产量巨增,美国1922年一年就出售了100万只电子管。到1929 年,电子管的年销售量达6900万只。各国相继建起了庞大的电子工业,每年总产值达上千亿美元。波澜壮阔的电子工业的发展为真空技术提供了各种抽气设备和测量仪器,促进了真空技术的飞速发展。1916年冷凝扩散泵出现,热阴极电离真空规也问世。1923年分子泵问世,1936年油扩散泵问世,1937年使用潘宁放电的冷阴极电离规问世。
第二次世界大战期间,为了对付德军的飞机和潜艇,美国、前苏联等国先后开发微波波段的电子器件。1937年美国的瓦里安兄弟发明了双腔速调管振荡器。1940年,布特和兰道尔在英国伯明翰大学研制出多腔磁控管,美国麻省理工学院利用它很快就研制出微波雷达。1938年至1940 年期间,前苏联工程师在多控磁控管方面取得了重大成就。到1940 年9 月微波雷达已能发现!! 公里远处海面上的潜艇,从此德军潜艇优势即成泡影。在德军被击毁的1174艘潜艇中,有875艘是被微波雷达发现后炸沉的。第二次世界大战后,真空技术的发展目标转向民用,大约40 年代末期,第一台电视机问世。此后,电视机进入千家万户,人们可以在家里看到发生在远隔千山万水之外的事情。当今电视机的销量约占电真空器件销量的) 2/3此外,真空技术在核研究、真空冶炼、镀膜、冷却及干燥等方面也得到了广泛应用。50年代初,各种抽气泵已使真空度提高很多,人们臆测真空度已突破10-5帕,但是由于缺乏测量手段,这一事实未能证实。直到1950年贝耶得和阿尔伯特发明了超高真空规(B-A规),才打开了测量超高真空的途径。1953年离子真空泵的出现,使人们可以获得清洁的超高真空。
由此可见,真空技术为电子技术开辟了道路,电子技术的飞速发展又为真空技术提供了各种抽气和测量手段,两者密切相关。电真空器件就是内部为“真空”的电子器件。例如:白炽灯、电视机显像管、示波管、电子管、变像管、像增强器、光电管、光电倍增管等等都属于电真空器件。它们之所以需要良好的真空,主要原因在于:
(1)这些电真空器件的工作原理是基于电场、磁场等来控制电子流在空间的运动,以达到放大、振荡、显示图像等目的。如果器件中气体分子较多,电子流就不可避免地要与气体分子频繁碰撞,改变其运动规律。
(2)电真空器件一般都有一个发射电子的阴极,如各种热阴极、光电阴极等等,它们都有一些敏感的化学性能活泼的表面,极易受到气体的“中毒作用”影响而失效。因此只能在真空中才能制备和工作。
基于这两方面的原因,一旦电真空器件内部的真空度变坏,必然导致器件性能改变,甚至完全报废。例如:在变像管、摄像管和光电倍增管中,真空度变坏会导致多碱光电阴极灵敏度的下降,极间高压打火、噪声增大。此外,气体电离后产生的正离子轰击光阴极也会使其毁坏。许多研究表明,各种气体和蒸气对S-20. 光电阴极影响尤为显著,尤其是水蒸气分压强在5*10-6帕时,导致光电灵敏度的永久下降。要使光电阴极红外灵敏度保持三年不变,则水蒸汽等有害气体分压强必须在10-6帕数量级。在显像管中,如果真空度较低,就会出现管内电极间的高压打火,或使用一段时间后出现所谓“离子斑”。真空度的优劣严重影响各种电真空器件的寿命,因为通常情况下器件的寿命取决于其阴极的寿命,而气体对阴极的中毒作用是累积性的,随着时间的延长,对阴极的损坏愈来愈严重,最终导致真空管完全报废。特别是第三代负电子亲合势CaAs 光电阴极,必须在优于10-8帕以上的超高真空环境下制备和工作。
 
本页关键词:真空技术,电子技术
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