在真空炉中，真空度是作为残余压力测量的，而不是物质的完全缺失。该压力以帕斯卡 (Pa)、托（等同于 mmHg）或毫托 (mTorr) 等单位表示，数值越低表示真空度越深、质量越高。测量由专门的真空计执行，这些真空计集成到旨在排出大气气体的泵和阀门系统中。
测量真空的根本目的是验证炉内环境的纯度。目标是确认反应性气体（主要是氧气）已被清除，以防止在高温处理过程中发生不需要的化学反应，例如氧化。
将真空理解为压力
一个常见的误解是真空是一种“吸力”。实际上，它是相对于我们周围的标准大气压力而言的极低压力状态。
真空的尺度
在评估真空时，读数越低，真空质量越高。这可能听起来违反直觉。例如，1 Pa 的压力比 100 Pa 的压力是更深的真空，因为腔室中残留的气体分子要少得多。
常见测量单位
根据行业和所需真空度水平，使用不同的单位。
- 帕斯卡 (Pa)： 压力的标准 SI 单位。高真空应用通常使用毫帕 (mPa) 或微帕 (µPa)。典型的最大真空水平可能在 7×10⁻³ Pa 左右。
- 托 (Torr) (mmHg)： 一个较旧的单位，定义为标准大气压的 1/760。它大致相当于一毫米汞柱 (mmHg) 产生的压力。
- 毫托 (mTorr)： 简单来说就是一托的千分之一。该单位常用于需要精细分辨率的中高真空过程中。
真空系统的结构
测量装置只是一个更大、集成系统的组成部分，该系统旨在创建和维持所需的真空水平。最终测量质量取决于整个系统的性能。
创造真空：抽真空过程
真空是通过使用一系列泵来实现的。对于高真空应用来说，单个泵很少足够。
- 机械泵（粗抽泵）： 这些泵执行初始工作，从密封的炉腔中排出绝大多数空气，以形成“粗真空”。
- 增压泵和高真空泵： 一旦机械泵达到其极限，第二个泵就会接管。这可能是一个罗茨泵（增压泵）、扩散泵或涡轮分子泵，每种泵都设计用于在较低压力下高效运行，以达到最终的高真空水平。
测量真空：真空计的作用
真空测量装置或真空计是提供压力读数的传感器。没有一种真空计可以覆盖从大气压到高真空的整个压力范围。因此，炉子通常使用针对不同压力范围优化的多个真空计。
维持真空：阀门和密封
系统依靠气密密封来防止大气气体泄漏回腔室。当达到目标真空度时，会使用真空阀门来隔离系统的不同部分，例如将炉腔与泵分离。测量结果证实了泵的性能和这些密封的完整性。
理解权衡
实现尽可能深的真空并不总是最好或最有效的策略。目标真空度是一个关键工艺参数，涉及平衡成本、时间和冶金要求。
真空不足的风险
如果真空度太低（即压力太高），腔室中仍会残留氧气。加热过程中，这些氧气会与零件表面发生反应，导致氧化、变色或污染，从而可能影响材料的性能和表面光洁度。
过度真空的成本
抽取的真空比必需的更深会增加运营成本。它需要更长的时间让泵工作，消耗更多的能源，并需要更复杂和昂贵的设备（如扩散泵或涡轮分子泵）。目标是使真空水平与工艺需求精确匹配。
将测量与目标匹配
所需的真空水平取决于正在处理的材料和期望的结果。您选择的测量单位通常反映了应用的灵敏度。
- 如果您的主要重点是常规热处理或退火： 中等真空通常足以防止重度氧化。托或较高范围的帕斯卡测量通常就足够了。
- 如果您的主要重点是高纯度钎焊、烧结或加工活性金属： 高真空是不可或缺的，以防止即使是痕量的污染。测量将以毫托或低范围的帕斯卡（例如 10⁻³ Pa）进行。
归根结底，测量真空是关于控制炉内环境，以保证最终产品的质量和完整性。
总结表：
| 方面 | 详情 |
|---|---|
| 测量单位 | 帕斯卡 (Pa)、托 (Torr)、毫托 (mTorr) |
| 关键真空计 | 针对不同压力范围的多种类型 |
| 泵的类型 | 机械泵（粗抽）、增压泵、高真空泵（例如涡轮分子泵） |
| 重要性 | 防止氧化、控制污染、确保工艺质量 |
| 典型应用 | 退火用中等真空；钎焊/烧结用高真空 |
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