АСФАЛЬТИРОВАНИЕ, устройство асфальтобетонных покрытий на автомобильных дорогах, улицах, аэродромах и т. п. путём укладки и уплотнения асфальтобетонной смеси по предварительно подготовленному основанию. В зависимости от назначения покрытия асфальтобетонную смесь (асфальтобетон) укладывают в один или два слоя на основание из щебня, гравия (нежёсткое основание) или бетона (жёсткое основание). Нижний слой толщиной 4-5 см устраивают из крупно- или среднезерни-стой смеси с остаточной пористостью 5-10% ; верхний слой толщиной 3-4 см-из средне- или мелкозернистой смеси (остаточная пористость 3-5%). При тяжёлых нагрузках и интенсивном движении транспорта покрытия устраивают 3-4-слойными общей толщиной 12-15 см. АСФАЛЬТИРОВАНИЕ начинается с очистки основания от пыли и грязи механич. дорожными щётками и поливомоечными машинами, исправления неровностей основания, обработки его поверхности жидким битумом или битумной эмульсией. Асфальтобетонная смесь приготовляется в асфальтобетоно-смесителях на стационарных или полустационарных заводах (установках), доставляется на место автомобилями-самосвалами и загружается в приёмный бункер асфалътобетоноукладчика, к-рый укладывает, разравнивает и предварительно уплотняет смесь. Окончат. уплотнение осуществляется катками дорожными. .
КОММУНАЛЬНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО, отрасль строительства, занятая сооружением объектов, связанных с обслуживанием жителей городов, посёлков городского типа, районных сельских центров и населённых пунктов сельской местности. В числе этих объектов: системы водоснабжения и канализации с очистными сооружениями и сетями; сооружения городского электрического транспорта с путевым, энергетическим хозяйством, депо и ремонтными предприятиями; сети газоснабжения и теплоснабжения с распределительными пунктами, районными и квартальными котельными; электрические сети и устройства напряжением ниже 35 кв; гостиницы; городские гидротехнические сооружения; объекты внешнего благоустройства населённых мест, озеленения, дороги, мосты, путепроводы, ливнестоки; предприятия санитарной очистки, мусороперерабатывающие и др. Планомерное развитие КОММУНАЛЬНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА в СССР началось ещё в 1-й пятилетке и осуществлялось нарастающими темпами до начала Великой Отечеств, войны 1941-45. В годы 4-й пятилетки (1946-50) проводились работы по восстановлению объектов коммунального назначения, разрушенных во время нем.-фаш. оккупации. В последующие годы КОММУНАЛЬНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО велось высокими темпами в связи с бурным развитием промышленности, культуры, увеличением численности городов и посёлков городского типа .
ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО, теория и практика планировки и застройки городов (см. Город). ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО определяют социальный строй, уровень развития производственных сил, науки и культуры, природно-климатичие условия и национальные особенности страны. ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО охватывает сложный комплекс социально-экономических, строительно-технических, архитектурно-художественных, а также санитарно-гигиенических проблем. Общим для ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО досоциалистических формаций является большее или меньшее влияние на него частной собственности на землю и недвижимое имущество..
ЗЕЛЁНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО, составная часть современного градостроительства. Городские парки, сады, скверы, бульвары, загородные парки (лесопарки, лугопарки, гидропарки, исторические, этнографические, мемориальные), национальные парки, народные парки, тесно связанные с планировочной структурой города, являются необходимым элементом общегородского ландшафта. Они способствуют образованию благоприятной в санитарно-гигиеническом отношении среды, частично определяют функциональную организацию городских территорий, служат местами массового отдыха трудящихся и содействуют художественной выразительности архитектурых ансамблей. При разработке проектов садов и парков учитывают динамику роста деревьев, состояние и расцветку их крон в зависимости от времени года.
| но трём способ ностям человеческого разума: памяти соответствует история, воображению -поэзия, рассудку - философия, включающая в себя учение о боге, природе и человеке.
Причиной заблуждения разума Б считал ложные идеи-"призраки", или "идолы", четырёх видов: "призраки рода", коренящиеся в самой природе человеческого рода и связанные со стремлением человека рассматривать природу по аналогии с самим собой; "призрак; пещеры", возникающие благодаря индивидуальным особенностям каждого человека; "призраки рынка", порождённые некритич. отношением к распространённым мнениям и неправильным словоупотреблением; "призраки театра", ложное восприятие действительности, основание на слепой вере в авторитеты и традиц догматические системы, сходные с обманчивым правдоподобием театральных представлений. Материю Б. рассматривал как объективное многообразие чувственных качеств, воспринимаемых человеком; понимание материи у Б, не стало ещё механистическим, как у Галилея Декарта и Гоббса.
Учение Б. оказало огромное влияние на последующее развитие науки и фило софии, способствовало становлению материализма Т. Гоббса, сенсуализма Дж Локка и его последователей. Логич. метод Б. стал отправным пунктом развития индуктивной логики, особенно у Дж. С. Милля. Призыв Б. к экспериментальному изучению природы явился стимулом для естествознания 17 в. и сыграл важную роль в создании научных организаций (напр., Лондонского королев, общества). Классификация наук Б. была принята французскими просветителями - энциклопедистами .
С о ч. : The works..., v. 1 - 14, L., 1857 - 74 (Reprint, L., 1968); в рус. пер. -Собр. соч., т. 1-2, СПБ, 1874; О принципах и началах, М., 1937; Новый органон, М., 1938; Новая Атлантида, 2 изд., М., 1962.
Лит.: Герцен А. И., Избр. философские произведения, т. 1, [М. ], 1948, с. 239 - 270; Фишер К., Реальная философия и ее век. Франциск Бэкон Веруламский, 2 изд., СПБ, 1870; Милонов К. К., Философия Франциска Бэкона, М., 1924; Субботник С., Френсис Бэкон, М., 1937; Мельвиль М. Н., Френсис Бэкон, М., 1961; Frost W., Bacon und die Naturphilosophie, Munch., 1927; Atidersоn F. H., The philosophy of F. Bacon, Chi., 1948; G r e e n A. W., Sir F. Bacon, N. Y., [1966]. М. Н. Мельвиль.
БЭЛЗА Игорь Фёдорович [р. 26. 1(8. 2). 1904, Кельце (Польша)], советский музыковед, доктор искусствоведения (1954), проф. (1936). В 1925 окончил Киевскую консерваторию по классу Б. Н. Л ятошин-ского (композиция). С 1941 в Москве, проф. консерватории (1942-49), старший научный сотрудник Ин-та истории искусств (1954-61) и Ин-та славяноведения и балканистики АН СССР (с 1961). С 1965 также пред. Дантовской комиссии АН СССР. Осн. работы по истории муз. культур Польши и Чехословакии, рус. классике. Автор, муз. произв. Почётный доктор Карлова ун-та в Праге (1967). Награждён орденом Трудового Красного Знамени и медалями, орденом Возрождения Польши.
Соч. ; Очерки развития чешской музыкальной классики, М. - Л., 1951; История польской музыкальной культуры, ч. 1-2, М. - Л., 1954-57; История чешской музыкальной культуры, т. 1, М., 1959; Шопен, М., 1968; О славянской музыке, Избр. работы, М., 1963 (имеется библиографический указатель).
БЭЛЧЕСКУ, Балческу (Balcescu) Николае (29. 6. 1819, Бухарест, -28. 11. 1852, Палермо), румынский революционный демократ, историк, публицист. За участие в респ. заговоре (1840) был заключён в тюрьму (до 1843). В 1843 один из основателей тайного об-ва "Фрэция" ("Братство"). В 1845-47 был одним из издателей журн. "Magazin istoric pentru Dacia". В марте 1848 возглавил радикальное крыло революции в Валахии. Входил в состав созданного в процессе революции врем, пр-ва, добивался всеобщего изби-рат. права, наделения крестьян землёй. После разгрома революции эмигрировал в Трансильванию, где выступал за объединение венг. и рум. революц. движения. Последние годы жизни провёл во Франции и Италии, занимаясь лит. деятельностью. В своих ист. произв. : "О социальном положении работников-землепашцев в Румынских княжествах в различные эпохи", "Экономический вопрос в Дунайских княжествах" и др. Б. выступал противником самовластия господарей и бояр. Идеалом Б. было создание независимой демократич. республики.
Соч. : Ореге, у. 1-2, 4, Вис., 1953-62; Question economique des Principautes dan-ubiennes, P., 1850.
Лит.: Баскин Ю.,К вопросу о формировании философских и общественнополитических взглядов Николая Бэлческу, "Уч. зап. Ин-та истории Молдавского филиала АН СССР", 1959, т. 1 (10); ВerindeiD., NicolaeBalcescu (1819-1852), Buc., 1969. Ю. А. Баскин.
БЭЛЭЧАНУ (Balaceanu) Эманоил (Maнолаке) (г. рожд. неизв. - ум. 1. 5. 1842), румынский социалист-утопист. Совместно с Т. Диамантом в марте 1835 основал в полученном по наследству имении Скэе-ни (р-н Плоешти) фаланстер "Сельскохозяйственное и мануфактурное товарищество" по типу фаланстеров ТУТ, Фурье. Члены фаланстера (ок. 100 чел. - крестьяне, ремесленники, освобождённые Б. крепостные и др. ) занимались земледелием и ремеслом; в школе ок. 20 чел. обучалось математике, франц. и рум. яз., политэкономии. Пр-во Валахии с помощью войск разгромило фаланстер (5 янв. 1837). Б. и его соратники были арестованы и сосланы. Лит.: Cojocaru I., Ornea Z., Falansterul de la Scaieni, Buc., 1966.
БЭН (Ваш)Александер (1818, Абердин,- 18. 9. 1903, там же), английский философ, психолог и педагог. Проф. логики и английского языка (1860-80), а затем ректор Абердинского ун-та. Основатель журн. "Майнд" ("Mind", 1876). Один из крупнейших представителей ассоциа-низма в психологии 19 в. Считая явления сознания подчинёнными чисто психоло-гич. законам ассоциации, Б. в то же время стремился связать их с телесными процессами, исследуя рефлексы, навыки, инстинкты, двигат. активность организма. Новые формы последней, по Б., возникают в результате отбора полезных движений на основе механизма проб и ошибок. В дальнейшем учение оо этом механизме приобрело огромную популярность в психологич. исследованиях поведения. Отстаивая нераздельность психического и физиологического, Б. вместе с тем отрицал причинную связь между ними и стоял на позициях психофизического параллелизма. Труды Б., особенно "Чувства и интеллект" (1855) и "Эмоции и воля" (1859), сыграли важную роль в привлечении внимания психологов к экспериментальному изучению психических процессов и подготовили почву для преобразования психологии в самостоят, опытную науку.
Соч. : Mental and moral science, L,, 1868; Logic, pt 1-2, L., 1870; Mind and body, L., 1873.
Лит.: Ярошевский М. Г., История психологии, М., 1966, гл. 9; Brett G. S., History of psychology, L.,
1953. М. Г. Ярошевский.
БЭНЧИЛЭ (Bancila) Октав (27. 1. 1872, с. Корни, близ Ботошани,- 3. 4. 1944, Бухарест), румынский живописец. Представитель демократич. направления в рум. иск-ве 1-й трети 20 в. Учился в Яссах в Школе изящных иск-в (1887-93) и в Мюнхене - в АХ (1894-98) и школе А. Ажбе. Его картины на темы крест, восстания 1907 проникнуты страстным социальным протестом. Б. выполнил также ряд портретов-типов ("Старый портной", 1908, "Рабочий", 1911,- оба в Музее искусств СРР, Бухарест). В поздних произведениях Б. утрачивается социальная острота.
Лит.: Со m a n A., Octav Bancila, Buc.,1954.
БЭНЬСИ, Бэньсиху, город на С. -В. Китая, в провинции Ляонин. 530 тыс. жит. (1957). Расположен в долине р. Тайцзыхэ (басе. Ляохэ). Центр горнопром. рна, богатого кам. углём и жел. рудой. Б. один из осн. центров металлургии страны (впервые здесь возник металлургич. з-д в 1915). С металлургией связано произ-во кислот, удобрений и огнеупоров. ТЭЦ. Горный ин-т.
БЭР Карл Максимович [17(28). 2. 1792, имение Пийб, ныне Пайдеский р-н Эст. ССР, - 16(28). 11. 1876, Тарту], русский естествоиспытатель, основатель эмбриологии. Окончил Дерптский (Тартуский) ун-т (1814). С 1817 работал в Кёнигсбергском ун-те. С 1826 чл. -корр., с 1828 ординарный акад., с 1862 почётный чл. Петербургской АН. Вернулся в Россию в 1834. Работал в Петерб. АН и в Медикохирургической академии (1841-52). Б. открыл яйцо у млекопитающих и человека (1827), подробно изучил эмбриогенез цыплёнка (1829, 1837), исследовал эмбриональное развитие рыб, земноводных, пресмыкающихся и млекопитающих. Открыл важную стадию эмбрионального развития - бластулу. Проследил судьбу зародышевых листков и развитие плодных оболочек. Установил, что: 1) зародыши высших животных напоминают не взрослые формы низших, а сходны лишь с их зародышами; 2) в процессе эмбрионального развития последовательно появляются признаки типа, класса, отряда, семейства, рода и вида (законы Бэра). Исследовал и описал развитие всех осн. органов позвоночных - хорды, головного и спинного мозга, глаза, сердца, выделительного аппарата, лёгких, пищеварительного канала и др. Факты, открытые Б. в эмбриологии, явились доказательством несостоятельности преформизма. Б. плодотворно работал в области антропологии, создав систему измерения черепов. Участник экспедиций на Новую Землю (1837) и на Касп. м. (1853-56). Их науч. результатами были геогр. описание Каспия, спец. серия изданий по географии России ["Материалы к познанию Российской империи и сопредельных стран Азии", т. 1-26, 1839-72 (редактор)]. В 1857 высказал положение о закономерностях подмыва правых берегов рек в Сев. полушарии и левых - в Южном (см. Бэра закон). Б. - один из учредителей Русского геогр. об-ва. Имя Б. присвоено мысу на Новой Земле и острову в Таймырском зал., в качестве термина вошло в наименование гряд (см. Бэ-ровские бугры) в Прикаспийской низменности.
О. Бэнчилэ. "1907 год". 1912. Музей искусств СРР. Бухарест.
Соч. в рус. пер. : История развития животных, т. 1 - 2, М. - Л., 1950-53 (имеется библ. трудов Б. по эмбриологии); Избранные работы, Л., 1924; Автобиография, М., 1950; Переписка по проблемам географии, т. 1-, Л., 1970-.
Лит.: Вернадский В. И., Памяти акад. К. М. фон Бэра, Л., 1927; Райков Б. Е., Карл Бэр, его жизнь и труды, М. - Л., 1961.
БЭР, внесистемная единица эквивалентной дозы ионизирующего излучения; меж-дунар. обозначение rem, русское бэр. 1 бэр = 0,01 дж/кг (единицы эквивалентной дозы излучения в Международной системе единиц);, см. Доза ионизирующего излучения. До принятия ГОСТ 8848-63 единица бэр понималась как биологич. эквивалент рентгена (отсюда название единицы -Б. ). В этом случае 1 бэр соответствует такому облучению живого организма данным видом излучения, при к-ром наблюдается тот же биологич. эффект, что и при экспозиционной дозе у-пзлучения в 1 р. В ГОСТ 8848-63 единица бэр не включена.
БЭРА ЗАКОН, положение, объясняющее причину подмыва берегов рек, текущих в направлении меридиана: в Сев. полушарии - правых, а в Южном - левых. К. М. Бэр в 1857 объяснил указанное явление влиянием вращения Земли. Известно, что тело, движущееся поступательно во вращающейся системе, испытывает Кориолиса ускорение. В случае движения водного и возд. потока со скоростью v на поверхности Земли на широте Ф это ускорение равно 2*w* r* sin ф (где w- угловая скорость вращения Земли) и направлено вправо по отношению к скорости движения в Сев. полушарии, влево - в Южном.
На экваторе ускорение Кориолиса равно нулю, а наибольшее его значение - у полюсов, поэтому Б. з. сильнее сказывается в средних и высоких широтах. По отношению к возд. потокам (ветрам) в свободной атмосфере действие этого фактора хорошо изучено, так же как и в отношении морских и океанич. течений. Сложнее дело обстоит в случае руслового потока, к к-рому относится Б. з., т. к. берега препятствуют отклонению потока; это приводит к подмыву соответствующего берега. Эффект Б. з. прямо пропорционален массе движущейся воды и ясно заметен только в долинах крупных рек, почти не проявляясь на малых реках. Кроме того, размыв соответствующего берега часто затушёвывается осн. наклоном местности, геол. строением долины и др. факторами. Примерами, подтверждающими Б. з., может служить строение берегов рек Днепра, Дона, Волги, Оби, Иртыша и Лены; Дунай и Нил также в большей части своего течения имеют высокий правый берег и низкий левый. В Юж. полушарии реки с крутыми левыми берегами имеются в Новой Зеландии и в Юж. Америке.
БЭРА КЛАССИФИКАЦИЯ (матем.), классификация разрывных функций. К 1-му классу относится всякая разрывная функция, к-рая может быть представлена как предел сходящейся в каждой точке последовательности непрерывных функций (функций нулевого класса); этот класс подробно изучен в 1899 франц. математиком Р. Бэром (R. Baire), к нему относятся, напр., все функции с конечным числом точек разрыва. Каждая разрывная функция, не входящая в первый класс, но могущая быть представленной как предел сходящейся последовательности функций первого класса, относится ко второму классу. Такова, напр., функция Дирихле:
[10220-1.jpg]
(равна 0 при любом иррациональном x и 1 при любом рациональном x). Аналогично определяются функции третьего, четвёртого и дальнейших классов, причём нумерация классов не ограничивается натуральными (конечными) числами, а может быть продолжена при помощи трансфинитных чисел. А. Лебег (1905) доказал существование функции любого класса и существование функции, не входящей в Б. к. Теория функций, входящих в Б. к. (В-функций), тесно связана с теорией множеств, измеримых В (В-множеств). В-множества введены Э. Борелем. Подробному их изучению посвящены работы Н. Н. Лузина и его учеников.
Лит.: Бэр Р., Теория разрывных функций, пер. с франц., М.- Л., 1932.
0418.htm
ВАКУУМ (от лат. vacuum - пустота), состояние газа при давлениях значительно ниже атмосферного. Понятие В. применяется обычно к газу, заполняющему огранич. объём, но нередко его относят и к газу, находящемуся в свободном пространстве, напр, в космосе. Поведение газа в вакуумных устройствах определяется соотношением между длиной свободного пробега лямбда молекул (или атомов) и размером d, характерным для данного прибора или процесса. Такими размерами могут быть, напр., расстояние между стенками вакуумного объёма, диаметр вакуумного трубопровода, расстояние между электродами электровакуумного прибора и т. п. В зависимости от соотношения [18-1.jpg""53""53""53""53""53""16]различают: низкий В. [18-2.jpg""56""56""56""56""56""14]средний В. [18-3.jpg""46""46""46""46""46""15]и высокий В.[18-4.jpg""60""60""60""60""60""14]
В вакуумных установках и приборах размером d ~ 10 см низкому В. соответствует область давлений выше 102 н/м2 (1 мм рт. ст.), среднему В.- от 102 до 10-1 н/м2(от 1 до 10-3 мм рт. ст.) и высокому В.- ниже 0,1 н/м2 (10-8 мм рт. ст.). Область давлений ниже 10-6 н/м2 (10-8 мм рт. ст.) наз. сверхвысоким В. Однако, напр., в порах или каналах диаметром [18-5.jpg""76""76""76""76""76""13]поведение газа соответствует высокому В. при давлениях, начиная с 103н/м2 (десятки мм рт. ст.), а в камерах для имитации космич. пространства, размеры к-рых достигают десятков метров, границей между средним и высоким В. считают давления 10-3 н/м2(10-5мм рт. ст.).
Наиболее высокая степень В., достигаемая существующими методами, соответствует давлениям 10-13-10-14н/м2 (10-15-10-16 мм рт. ст.). При этом в 1 см3 объёма остаётся всего неск. десятков молекул. Достигаемая степень разрежения определяется равновесием между скоростью откачки газа и скоростью его поступления в откачиваемый объём. Поступление может происходить за счёт проникновения газа в вакуумную камеру извне через микроскопич. отверстия (т е ч и), а также в результате выделения газа, адсорбированного стенками или растворённого в них (см. Адсорбция).
Свойства газа в условиях низкого В. определяются частыми столкновениями молекул газа друг с другом, сопровождающимися обменом энергией между ними. Такой газ обладает внутр. трением (см. Вязкость). Его течение подчиняется законам аэродинамики (см. Аэродинамика разреженных газов). Явления переноса (электропроводность, теплопроводность, внутр. трение, диффузия) в условиях низкого В. характеризуются плавным изменением или постоянством градиента переносимой величины. Напр., темп-ра газа в пространстве между "горячей" и "холодной" стенками в низком В. изменяется постепенно. При этом переносимое количество тепла (теплопроводность) или вещества (диффузия) не зависит от давления. Если газ находится в двух сообщающихся сосудах при различных темп-pax, то при равновесии давления в этих сосудах равны. При прохождении тока в низком В. определяющую роль играет ионизация молекул газа (см. Электрический разряд в газе, Ионизация).
В высоком В. свойства газа определяются только столкновениями его молекул со стенками. Столкновения молекул друг с другом происходят редко и играют второстепенную роль. Движение молекул между стенками происходит прямолинейно (молекулярный режим течения газа). Явления переноса характеризуются возникновением скачка градиента переносимой величины на стенках; напр., во всём пространстве между горячей и холодной стенками примерно половина молекул имеет скорость, соответствующую темп-ре холодной стенки, а другая половина - скорость, соответствующую темп-ре горячей стенки, т. е. средняя темп-pa газа во всём объёме одинакова и отлична от темп-ры как горячей, так и холодной стенок. Количество переносимого тепла, вещества и т. д. прямо пропорционально давлению газа. Давление газа, находящегося в сообщающихся сосудах, p1 и р2при различных абсолютных темп-pax Т1 и Т2 определяется соотношением:[18-6.jpg""82""82""82""82""82""41]
Прохождение тока в высоком В. возможно только в результате испускания (эмиссии) электронов и ионов электродами (см. Термоэлектронная эмиссия. Туннельная эмиссия, Вторичная электронная эмиссия, Фотоэлектронная эмиссия, Ионная эмиссия). Ионизация молекул газа здесь играет второстепенную роль. Она существенна в тех случаях, когда длина свободного пробега заряженных частиц искусственно увеличивается и становится значительно больше расстояния между электродами (см., напр., Магнетрон, Магнитный электроразрядный манометр), или при их колебательном движении вокруг к.-л. электрода (см. Клистрон, Ионизационный манометр).
Свойства газа в среднем В. являются промежуточными между его свойствами в низком и высоком В.
Особенности сверхвысокого В. связаны уже не с соударениями частиц, а с др. процессами на поверхностях твёрдых тел, находящихся в В. Поверхность любого тела всегда покрыта тонким слоем газа, к-рый может быть удалён нагревом (обезгаживани е). После этого поверхностные свойства тел резко изменяются: сильно увеличивается коэфф. трения, в ряде случаев становится возможной сварка материалов даже при комнатной температуре и т. д. Удалённый слой газа постепенно восстанавливается в результате адсорбции молекул газа, бомбардирующих поверхность, что сопровождается изменением её поверхностных свойств. Для изменения этих свойств достаточно образования мономолекулярного слоя газа. Время t, необходимое для образования такого слоя в В., обратно пропорционально давлению. При давлении р=10-4 н/м2 (10-6 мм рт. cm.) t = 1 сек, при др. давлениях время t (сек) может оцениваться по формуле: t = 10-6*р, где р - давление в мм рт. ст. (или по формуле t = 10-4*р), где р - давление в н/м2. Эти формулы справедливы, если каждая молекула газа, ударяющаяся о поверхность, остаётся на ней (т. н. коэффициент захвата равен 1). В ряде случаев коэфф. захвата меньше 1 и тогда время образования мономолекулярного слоя соответственно увеличивается. Прир p<10-6н/м2 (10-8 мм рт. ст.) образование мономолекулярного слоя газа происходит за время, превышающее неск. мин. Сверхвысокий В. определяется как такой В., в к-ром за время наблюдения не происходит существ, изменения свойств поверхности (первоначально свободной от газа) вследствие её взаимодействия с молекулами газа. О получении и применении В. см. Вакуумная техника, об измерении В.- Вакуумметрия.
Лит. см. при ст. Вакуумная техника. А. М. Родин.
ВАКУУМ физический, среда, в к-рой нет частиц вещества или поля. В технике В. наз. среду, в к-рой содержится "очень мало" частиц; чем меньше частиц находится в единице объёма такой среды, тем более высок В. Однако полный В.- среда, в к-рой совсем нет частиц, вовсе не есть лишённое всяких свойств "ничто". Отсутствие частиц в физ. системе не означает, что она "абсолютно пуста" и в ней ничего не происходит.
Совр. понятие В. оформилось в рамках квантовой теории поля. В микромире, к-рый описывается квантовой теорией, имеет место корпускулярно-волновой дуализм: любые частицы (молекулы, атомы, элементарные частицы) обладают нек-рыми волновыми свойствами и любым волнам присущи нек-рые свойства частиц (корпускул). В квантовой теории поля все частицы, в т. ч. и "корпускулы" световых волн, фотоны, выступают на одинаковых основаниях - как кванты соответствующих им физич. полей: фотон - квант электромагнитного поля; электрон и позитрон - кванты элект-ронно-позитронного поля; мезоны - кванты мезонного, или ядерного, поля и т. д. С каждым квантом связаны присущие частицам физич. величины: масса, энергия, количество движения (импульс), электрич. заряд, спин и др. Состояние системы и её физич. характеристики полностью определяются числом составляющих её частиц - квантов - и их индивидуальными состояниями. В частности, у любой квантовой системы имеется вакуумное состояние, в к-ром она вовсе не содержит частиц (квантов). В таком состоянии энергия системы принимает наименьшее из возможных значений, а её заряд, спин и прочие характеризующие систему квантовые числа равны нулю. Эти факты интуитивно понятны: поскольку в вакуумном состоянии нет^ материальных носителей физич. свойств, то, казалось бы, для такого состояния значения всех физич. величиндолжны равняться нулю. Но в квантовой теории действует принцип неопределённостей (см. Неопределённостей соотношение), согласно к-рому только часть относящихся к системе физич. величин может иметь одновременно точные значения; остальные величины оказываются неопределёнными. (Так, точное задание импульса частицы влечёт за собой полную неопределённость её координаты.) Поэтому во всякой квантовой системе не могут одновременно точно равняться нулю все физич. величины.
К величинам, к-рые не могут быть одновременно точно заданы, относятся, напр., число фотонов и напряжённость электрич. (или магнитного) поля: строгая фиксация числа фотонов приводит к разбросу (флуктуациям) в величине напряжённости электрич. поля относительно нек-рого среднего значения (и наоборот). Если число фотонов в системе в точности равно нулю (вакуумное состояние электромагнитного поля), то напряжённость электрич. поля не имеет определённого значения: поле всё время будет испытывать флуктуации, хотя среднее (наблюдаемое) значение напряжённости будет равно нулю. Таким флуктуациям подвержены и все другие физич. поля - электронно-позитронное, мезонное и т. д. В квантовой теории поля флуктуации интерпретируются как рождение и уничтожение виртуальных частиц (т. е. частиц, к-рые непрерывно рождаются и сразу же уничтожаются), или виртуальных квантов данного поля. Наличие флуктуации не сказывается на значениях полного электрич. заряда, спина и др. характеристик системы, к-рые, как уже говорилось, равны нулю в состоянии В. Однако виртуальные частицы точно так же участвуют во взаимодействиях, как и реальные. Напр., виртуальный фотон способен породить виртуальную пару электрон-позитрон, аналогично рождению реальным фотоном реальной электрон-позит-ронной пары (см. Аннигиляция и рождение пар). Благодаря флуктуациям В. приобретает особые свойства, проявляющиеся в наблюдаемых эффектах, и, следовательно, состояние В. обладает всеми правами "настоящих" физич. состояний. Рассмотрим систему, состоящую только из одного реального электрона. Реальных фотонов в такой системе нет, но флуктуации фотонного В. (этот термин и означает отсутствие реальных фотонов) приводят к возникновению "облака" виртуальных фотонов возле этого электрона, а вслед за ними - виртуальных пар электрон-позитрон. Такие пары проявляют себя подобно связанным зарядам в диэлектрике: под действием куло-новского поля реального электрона они поляризуются и экранируют (т. е. эффективно уменьшают) заряд электрона. По аналогии с диэлектриком, эффект экранирования заряда виртуальными частицами наз. поляризацией вакуума.
В результате поляризации В. электрич. поле заряженной частицы на малых расстояниях от неё слегка отличается от ку-лоновского. Из-за этого, напр., смещаются энергетич. уровни ближайших к ядру электронов в атоме (см. Сдвиг уровней). Поляризация В. влияет и на поведение заряженных частиц в магнитном поле. Характеризующий это поведение магнитный момент частицы в итоге отличается от своего "нормального" значения, определяемого массой и спином частицы (см.
Магнетон). Поправки как к уровням энергии, так и к магнитному моменту, составляют доли процента, и теоретически вычисленные значения с очень высокой точностью согласуются с измеренными на опыте.
Лит. см. при ст. Квантовая теория поля. В.П. Павлов.
ВАКУУМ-ИНФИЛЬТРАЦИЯ, метод изучения действия ферментов в живом растении, заключающийся во введении в листья растворов различных веществ. При В.-и. исследуемую часть растения погружают в раствор, над к-рым создают сильное разрежение воздуха. В результате из межклетников выходит воздух, а затем под давлением вновь впущенного воздуха раствор поступает в межклетники. Этим методом были установлены скорость и направление ферментативных реакций в живых тканях. Показано, что соотношение между реакциями синтеза и распада веществ в клетках - характерный признак вида и сорта растения.
Лит.: Курсанов А. Л., Применение метода вакуум-инфильтрации для количественного определения синтезирующего и гид-ролизирующего действия инвертазы в живых растительных тканях, "Биохимия", 1936, т. 1, в. 3; его же, Обратимое действие ферментов в живой растительной клетке, М., 1940.
ВАКУУМ-КОВШ, литейный ковш для извлечения металлургич. расплавов из ванн. В.-к. плотно закрывается крышкой, через к-рую пропущена труба; второй конец трубы погружён в расплавленный металл. В В.-к. насосом создаётся разрежение и металл по трубе засасывается внутрь ковша. В.-к. широко применяется при электролизе алюминия, магния (извлечение шлаков) и др.
ВАКУУММЕТР (от вакуум и ...метр), вакуумный манометр, прибор для измерения давления разреженных газов. Принцип действия, описание устройства и назначения различных В. см. в ст. Вакуумметрия.
ВАКУУММЕТРИЯ (от вакуум и ...метрия), совокупность методов измерения давления разреженных газов. Универсального метода измерений вакуума не существует. При измерении давления основываются на различных физич. закономерностях, прямо или косвенно связанных с давлением или плотностью газа. Единица давления в Между нар. системе единиц (СИ) - ньютон на квадратный метр (н/м2). В вакуумной технике применяется также внесистемная единица мм рт. ст. 1 мм рт. ст. = 133,322 н/м2. Измеряют вакуум вакуумметрами, каждый из к-рых имеет свой диапазон измерения давлений (рис. 1). По устройству
Рис. 1. Диапазоны рабочих давлений различных вакуумметров (пунктирными линиями показаны предельные давления).
[18-7.jpg""283""283""283""283""283""198]
вакуумметры разделяются на жидкостные, механические (деформац., мембранные и др.), компрессионные (напр., вакуумметр Мак-Леода), тепловые (термопарный и теплоэлектрич.), ионизационные, магнитные, электроразрядные, вязкостные, радиометрические. Этими вакуумметрами измеряют полное давление.
При оценке вакуума, помимо полного давления, часто необходимо измерять парциальные давления компонентов газа. Для этого пользуются нек-рыми типами масс-спектрометров и спец. измерителями. В отличие от аналитич. масс-спектрометров, измерители парциальных давлений не имеют собственной вакуумной системы и устанавливаются непосредственно на откачиваемых объёмах. Диапазон измерений парциальных давлений 103- 10-10 н/м2(10-10-12ммрт. ст.).
Рис. 2. Жидкостный U-обраэный вакуумметр с открытым (а) и закрытым (б) коленом.
[18-8.jpg""139""139""139""139""139""102]
В жидкостном (гидростатич.) вакуумметре (рис. 2) газ давит на жидкость, находящуюся в U-образ-ной трубке. В одном из колен нахо-дится газ при измеряемом давлении рв, а в другом - при известном (опорном) давлении рк. Если плотность жидкости Q, то разность давления в коленах уравновесится столбом жидкости высотой h:
[18-9.jpg""111""111""111""111""111""19]
где g - ускорение свободного падения; обычно [18-10.jpg""49""49""49""49""49""13]Применяемые жидкости (ртуть или вакуумные масла) имеют малое парциальное давление пара при рабочей темп-ре и химически нейтральны по отношению к газам и материалу трубки. Жидкостные вакуумметры бывают с закрытым и открытым коленом, колокольные и др. Недостатки жидкостных вакуумметров: проникновение паров жидкости в вакуумную систему, небольшой диапазон измерения давлений с нижним пределом до 10-1 н/м2 (10~3мм рт. ст.). В механическом вакуумметре газ давит на чувствит. элемент (спиральную трубку, сильфон, мембрану). Напр., в мембранном вакуумметре (рис. 3) мембрана герметически отделяет вакуумную систему от объёма, в к-ром поддерживается постоянное опорное давление, обычно в 100-1000 раз меньше измеряемого. Деформация мембраны передаётся стрелке, передвигающейся по шкале.
Рис. 3. Мембранный вакуумметр:
[18-11.jpg""142""142""142""142""142""162]
1 - мембрана; 2 - корпус; 3 -передняя прозрачная поверхность вакуумметра; 4-присоединительный фланец; 5 - система рычагов; 6 - стрелка.
При измерении малых давлений для повышения чувствительности мембрану соединяют с электрич. датчиком. Механич. вакуумметр обычно позволяет измерять давления до 102 н/м2 (1 мм рт. ст.). Компрессионным вакуумметром (рис. 4) можно измерять более низкие давления 10-3 н/л2 (10~5 мм рт. ст.). Действие такого вакуумметра основано на Бойля - Мариотта законе. Основные части прибора: баллон объёмом V, два капилляра одинакового диаметра d, один из к-рых запаян, и трубка, соединяющая прибор с системой, в к-рой измеряется давление; снизу вводится жидкость (в большинстве случаев ртуть), к-рая отсекает в объёме V газ при измеряемом давлении р и затем сжимает его до давления [18-12.jpg""42""42""42""42""42""16]в малом объёме запаянного капилляра [18-13.jpg""69""69""69""69""69""29]где h - высота части капилляра, не заполненная жидкостью. Давление p1 определяется по разности уровней столбиков жидкости в запаянном и открытом капиллярах. По закону Бойля - Мариотта р = p1V1/V, т. о. измеряемое давление можно определить, если известны d и V.
Показания жидкостных, механич. и компрессионных вакуумметров не зависят от природы газа.
Рис. 4. Схема компрессионного вакуумметра Мак-Леода.
[18-14.jpg""84""84""84""84""84""224]
Для измерения вакуума до 10-2 н/м2 (10-4 мм рт. ст.) можно применять также и тепловой вакуумметр, принцип действия к-рого основан на зависимости теплопроводности разреженных газов от давления. Датчиком прибора служит герметичный баллон с проволокой, нагреваемой электрич. током. При изменении давления в системе изменяется отвод тепла от нити датчика и, следовательно, её темп-pa (при постоянной мощности). Различают термопарные вакуумметры, темп-pa нити к-рых измеряется присоединённой к ней термопарой, и теплоэлектрич. вакуумметры сопротивления, темп-ру нити к-рых определяют по её электрическому сопротивлению.
В ионизационном вакуумметре газ ионизуется к.-л. источником постоянного ионизующего излучения. Интенсивность ионизации газа зависит от давления. В электронных ионизац. вакуумметрах ионизация производится потоком электронов. Обычно такой вакуумметр имеет три электрода (рис. 5): катод К, анод А, создающие электрическое поле, которое ускоряет электроны и сообщает им энергию, необходимую для ионизации; отрицат. коллектор Кол, собирающий образующиеся в газе положит, ионы.
Рис. 5. Схема ионизационного вакуумметра: А - анод; К - катод; Кол - коллектор.
[18-15.jpg""105""105""105""105""105""189]
Сила ионного тока в цепи коллектора служит мерой давления газа. Ионизационными вакуумметрами можно измерять вакуум в широких пределах (см. рис. 1). Сверх-высоковакуумным ионизац. вакууммет-
ром, т. н. лампой Байярда-Альперта (рис. 6), можно измерять давления в широких пределах. Этот вакуумметр имеет катод, находящийся снаружи, и коллектор, к-рым служит тонкая про-
Рис. 6. Лампа Байярда-Альперта: 1 - анод; 2- катод; 3 - коллектор; А - анод.
[18-16.jpg""130""130""130""130""130""190]
волока, помещённая внутри анодной сетки. Таким вакуумметром можно измерять давления до 10-8 н/м2 (10-10 мм рт. ст.). Ионизац. вакуумметр Лаффер-ги (рис. 7) работает в магнитном поле. Это позволяет удлинить пути электронов в рабочем пространстве и обеспечить высокую эффективность ионизации при очень малом электронном токе. Нижний предел измерений такого вакуумметра - 10-11 н/м2 (10-13 мм рт. ст.). Для измерения давлений до 10-5 н/м2 (10-7 мм рт. ст.) применяют ионизационный радио-Рис. 7. Вакуумметр Лафферти: 1 - катод; 2 - анод; 3 - коллектор; 4 - экран; 5 - магнит; Н- напряжённость магнитного поля.
[18-17.jpg""136""136""136""136""136""207]
Изотопный вакуумметр (альфатрон), в к-ром ионизация газа осуществляется а-частицами.
В магнитном электроразрядном вакуумметре использована зависимость тока электрич. разряда в магнитном поле от концентрации газа, а следовательно, и от его давления. Этими вакуумметрами также можно измерять сверхвысокий вакуум до 10-12 н/м2 (10-14 мм рт. ст.). Вакуумметр (рис. 8) состоит из преобразователя, имеющего 2 плоскопараллельные катодные пластины К и помещённый между ними кольцевой анод А, плоскость к-рого параллельна пластинам. Трубка расположена в магнитном поле постоянного магнита с напряжённостью Н= 32 ка/м: (400 э); направление поля перпендикулярно пластинам. Между электродами приложено напряжение U = 2-3 кв через сопротивление R = 1 Мом. Сила разрядного тока служит мерой давления и измеряется гальванометром Г. Совместное действие электрич. и магнитного полей многократно удлиняет траектории электронов и увеличивает вероятность ионизации газа. Это приводит к возникновению и существованию самостоят, разряда при очень низких давлениях. Первыми электроразрядными вакуумметрами измеряли давления до 10-2 н/м2
(10-4 мм рт. ст.), а совр. электроразрядными вакуумметрами (в т. ч. выпускаемыми в СССР) - до 10-12 н/м2 (10-14мм рт. ст.).
Вязкостный вакуумметр применяют в лабораторной практике для измерения давлений до 10-4 н/м2 (10-6 мм рт. ст.). Принцип его действия основан на зависимости вязкости разреженного газа от его давления. Существуют демпферный вязкостный вакуумметр и вязкостный вакуумметр с диском. В первом мерой давления служит время затухания свободных колебаний к.-л. вибратора в газе. Во втором - вращающийся с большой скоростью диск передаёт через газ вращающий момент др. диску, подвешенному на тонкой нити; угол поворота этого диска служит мерой давления.
В радиометрическом вакуумметре используется радиометрический эффект. Между двумя неодинаково нагретыми пластинами, помещёнными в разреженный газ, возникают силы, отклоняющие пластины на величину, пропорциональную давлению газа.
Рис. 8. Схема магнитного электроразрядного вакуумметра: р - давление,N и S-сев. и юж. полюсы магнита; Л - анод; К - катод; Н - напряжённость магнитного поля; Г - гальванометр.
[18-18.jpg""184""184""184""184""184""102]
Показания такого вакуумметра почти не зависят от природы газа. Предел измерения 10-5 н/м2(10-7 мм рт. ст.). Лит.: Дэшман С., Научные основы вакуумной техники, пер. с англ., М., 1964; Эшбах Г. Л., Практические сведения по вакуумной технике, М.- Л., 1966; Лекк Д. X., Измерение давления в вакуумных системах, пер. с англ., М., 1966; Востров Г. А. и Розанов Л. Н., Вакуумметры, Л., 1967.
Л. П. Аверина, А. М. Григорьев, Л. П. Хавкин.
ВАКУУМНАЯ АРМАТУРА, 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), электрич., гидравлич. или пневматич. 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 электроэнергий, 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 механич. движения и др.
Рис. 1. Схема вакуумного сильфонного вентиля с ручным управлением.
К В. а. также причисляют механич. вакуумметры (остальные их типы, ввиду многообразия и сложности, составляют самостоят, область вакуумной техники; см. Вакуумметрия).
[18-20.jpg""260""260""260""260""260""99]
Рис. 2. Трубчатый вакуумный натекатель: 1 - капиллярная трубка; 2 - проволока; 3 - подогреватель (показана его обмотка).
[18-19.jpg""176""176""176""176""176""195]
Соединения В. а. низкого вакуума ynj лотняются прокладками из вакуумной резины, подвижные штоки - сальниковыми устройствами спец. 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 спец. сортов термостойкой резины, нек-рых 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., Пенчко Е. А., Оборудование для откачки вакуумных приборов, М.-Л., .1965. А. В. Балицкии.
ВАКУУМНАЯ ПЛАВКА, плавка металлов и сплавов под пониженным давлением, чаще всего 10-1-10-4н/м2 (10-3- 10-6 мм рт. ст.). Позволяет эффективно очищать металл от газов (азота, кислорода и водорода), примесей цветных металлов и неметаллич. включений; успешно используется в производстве металлов для особо ответств. изделий. Эту плавку осуществляют в вакуумных электропечах. В. п. металлов и сплавов получила пром. применение в нач. 50-х гг. 20 в. Этим методом в СССР ежегодно выплавляют сотни тыс. т высококачественных сталей, сплавов и чистых металлов.
ВАКУУМНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ, спектроскопия коротковолновой ультрафиолетовой области и мягких рентгеновских лучей (длиной волны от 200 до 0,4- 0,6 нм, или от 2 000 до 4-6 А). Излучение в этом диапазоне длин волн сильно поглощается в воздухе, поэтому в В. с. спектральный прибор, приёмник и источник излучения помещают в герметич. камеру, из к-рой откачан воздух до давления 10-4-10-5мм рт. cm. (10-2-10-3 н/м2). Камеру часто наполняют инертными газами (напр., гелием), к-рые не поглощают излучение. Источником излучения в В. с. чаще всего служит высоковольтная вакуумная (или "горячая") искра, работающая при напряжении 50 кв и искровом промежутке ок. 1 мм. Установка, создающая искру, помещена в одной камере со спектральным прибором.
Приборы и методы, применяемые в В. с., обладают специфич. особенностями, обусловленными непрозрачностью обычных оптич. материалов для коротковолновой области. Для длин волн меньше 110 нм (1100 А) вместо приборов с обычными призмами и линзами применяют спектрографы с вогнутыми дифракционными решётками из стекла либо изогнутыми кристаллами (напр., 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, совокупность методов и аппаратуры для получения, поддержания и контроля вакуума.
История развития физики и химии, а также ряда отраслей пром-сти неразрывно связана с развитием В. т. Герои из Александрии (вероятно, 1 в.) описывает приспособления (рис. 1 и 2), к-рые можно считать прототипами пневматических механизмов, использованных позднее для создания разрежения. Первые опыты с вакуумом относятся к 40-м гг. 16 в. В 1654 нем. учёный О. фон Герике поставил опыт с Магдебургскими полушариями, наглядно показав существование атм. давления. Насос, к-рым он пользовался, был первым насосом для получения вакуума (рис. 3).
[18-21.jpg""277""277""277""277""277""235]
Изготовление ламп накаливания (1879) вызвало дальнейшее развитие В. т. Значит, вклад в В. т. внёс нем. учёный В. Ге-де. В 1905 он впервые применил вращат. ртутный насос, в 1913 создал первый молекулярный насос (рис. 4), в 1915 опубликовал отчёт о диффузионном насосе (рис. 5). В 1916 амер. учёный Ленгмюр создал конденсац. парортутный насос (рис. 6).
Быстрое развитие В. т. связано с развитием электроники, ядерной энергетики, ускорительной техники. Совр. достижения в области вакуумной дистилляции, широкое распространение вакуумно-метал-лургич. и вакуумно-химич. процессов, работы в области управляемых термоядерных реакций, техника получения тонких плёнок, особо чистых материалов для космич. летательных аппаратов и испытания этих аппаратов в условиях, близких к космическим, стали возможны только благодаря высокому уровню развития совр. В. т. В июне 1958 в Бельгии состоялся первый Международный конгресс по В. т., решением к-рого 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: механич. форвакуумными насосами от атм. давления до 10-1 н/м2 (10-3 мм рт. ст.); диффузионными насосами до 10-5 н/м2 (10-7 мм рт. ст.): ионно-сорбционными насосами до 10-9 н/м2(10-11мм рт. ст.). Достижение давлений порядка 10-6-10-7н/м2 (10-8- 10-9 мм рт. ст.) и меньше невозможно без предварит, удаления газа со стенок откачиваемого объёма.
При последоват. соединении насосов количество газа Q = p1s1 = p2s2 = .... pisi, где pi - впускное давление; si - быстрота откачки. При этом насосы выбирают таким образом, чтобы впускное давление в каждом последующем было заведомо меньше и не достигало допустимого выпускного давления предыдущего. Полнота использования насосов в вакуумной системе определяется быстротой откачки насоса SH и сопротивлением канала, соединяющего насос с откачиваемым элементом вакуумной системы. Эффективная быстрота откачки[18-22.jpg""91""91""91""91""91""30]
где[18-23.jpg""46""46""46""46""46""30] -пропускная способность ваку-
умпровода, величина, обратная сопротивлению (измеряется в единицах быстроты откачки, л/сек). Следовательно, всегда sЭФ < SH; sЭФ < и. Существует следующая зависимость между количеством газа, протекающим через вакуумпровод Q = ptsi, пропускной способностью ва-куумпровода и и разностью давлений на его концах: Q = и(р2 - p1). Значение и в общем случае определяется природойгаза, его состоянием, геометрией вакуум-провода и режимом течения газа.
Рис. 3. Насос, применённый Герике в опыте с Магдебургскими полушариями. Гравюра 17 в.
[18-24.jpg""281""281""281""281""281""284]
[18-25.jpg""245""245""245""245""245""156]
Рис. 4. Молекулярный насос Геде: 1 - выпускной патрубок; 2 - впускной патрубок; 3 - ротор; 4 - корпус.
В установках, в к-рых требуемая быстрота откачки столь значительна, что не может быть обеспечена насосами, установленными вне откачиваемого объёма, используют поглощающие свойства распылённого металла, напр, титана, аналогично тому, как это имеет место в ионно-сорбционных насосах. Внутри откачиваемого объёма устанавливают один или несколько испарителей, с помощью к-рых на внутр. стенках камеры осаждается титан. Для удаления газа, не поглощаемого титаном, к откачиваемому объёму присоединяют диффузионный насос.
Рис. 5. Первый диффузионный насос: 1 - испаритель; 2 - паропровод; 3, 5 -вход и выход проточной воды; 4 - диффузионная щель; 6 - термометр; 7 - выпускная трубка; 8 - ртутный затвор: 9 - патрубок первой откачки; 10 - впускная трубка.
[18-26.jpg""125""125""125""125""125""287]
Одной из задач В. т. является измерение малых давлений до 10-12 н/м2(10-14мм рт. ст.) -а ниже и достижение герметичности вакуумной системы, в особенности в местах соединения отдельных её элементов. Измерение столь малых давлений требует спец. аппаратуры ( См. Вакуумметрия). Обнаружение течей осуществляется спец. течеискателями.
В. т. широко применяют как в пром-сти, так и в лабораторной практике. Напр., массовое производство различных электровакуумных приборов неразрывно связано с совершенствованием получения высокого вакуума и возможностью его поддержания. Изготовление этих приборов требует удаления газов (обезгажива-ния) и использования геттеров для сохранения вакуума. Вакуумную обработку таких приборов производят на многопозиционных карусельных откачных автоматах. Приборы проходят позиции: установку, откачку, прогрев и обезгажи-вание с целью удаления с внутр. поверхностей адсорбированных газов, распыление геттерирующих веществ, отпайку и съём. Очистку и разделение высокомолекулярных кремнийорганич. соединений, продуктов полимеризации, масляных фракций нефти, сложных эфиров, спирта, концентратов витаминов и др. продуктов производят в вакууме 10-1н/м2 (10-3 мм рт. ст.).
Рис. 6. Первый конденсационный паро-ртутный насос Ленг-мюра: 1 - колба с ртутью; 2 - изолирующая рубашка; 3- трубка для отвода паров ртути; 4 - канал для отвода сконденсировавшихся паров; 5 - ловушка; 6 - трубка для подсоединения насоса к откачиваемому объёму.
В вакууме ведут обезгажи-вание и пропитывают изоляц. материалы, заливают конденсаторы и трансформаторы, пропитывают кабели, сушат вещества (напр., пластмассы), к-рые при атм. давлении не высушиваются. В вакууме также сушат при комнатной и повыш. темп-pax и в замороженном состоянии методом сублимации тер-мочувствит. веществ (яичный белок, ферменты, женское молоко, антибиотики, культуры бактерий, вакцины и т. д.). Вакуумными насосами удаляют растворители из веществ, не допускающих нагревания (напр., взрывчатые вещества), и повышают концентрацию растворов.
Рис. 7. Области действия различных вакуумных насосов (в н/м2): 1 - водокольце-вых; 2 - поршневых; 3 - паромас-ляньгх бустерных; 4 - механических бустерных; 5 -диффузионных;6 - ионно-сорбционных.
[18-28.jpg""148""148""148""148""148""343]
Вакуум нашёл применение при термич. или катодном распылении металла для нанесения покрытий и металлизации различных материалов, напр, в производстве оптич. и бытовых зеркал, ёлочных игрушек, отражателей автомобильных и самолётных фар, украшений из металлов и пластмасс. В вакууме производят обработку тканей при крашении, металлизацию бумаги, керамики, матриц граммофонных пластинок и полупроводниковых материалов, нанесение защитных и декоративных плёнок в рабочем диапазоне давлений 10-2-10-4н/м2 (10-4- 10-6 мм рт. ст.).
В металлургии в вакууме восстанавливают металлы из руд и их химич. соединений, производят плавку, рафинирование и дегазацию металлов (см. Вакуумная плавка, Дегазация стали). Процессы плавки, испарения и перегонки металлов в вакууме лежат в основе получения материалов высокой чистоты. Для этого в металлургии применяют высокопроиз-водит. многопластинчатые пароэжектор-ные насосы и бустерные (пароструйные и механические) с рабочим давлением до 10-2 н/м2 (10-4 мм рт. ст.).
Средства В. т. в совр. экспериментальной физике обеспечивают работы электро-физич. приборов и установок, в к-рых осуществляется движение пучков заряженных частиц. Только в сверхвысоком вакууме возможны исследования физич. свойств поверхностей твёрдых тел, а также нек-рые исследования, требующие получения газов высокой чистоты.
В установках с откачиваемыми объёмами в сотни м3 осуществляют непрерывную откачку множеством (до нескольких десятков) параллельно работающих высокопроизводительных насосов с быстротой откачки от сотен до десятков м3/сек. Наряду с диффузионными насосами широко применяются ионно-сорбционные, обладающие большой быстротой откачки и остаточным давлением ниже 10-8н/м2 (10-10 мм рт. ст.).
Решение многих сложных проблем науки и техники требует достижения давлений 10-14 н/м2(10-15 мм рт. ст.) и ниже, а также измерения таких давлений. Для этого необходимы совершенные измерит, приборы, высокочувствит. методы проверки герметичности и создание достаточных уплотнений в аппаратуре для сверхвысокого вакуума, подготовка и очистка поверхностей откачиваемых объёмов, к-рая исключает выделение этими поверхностями загрязняющих газов.
Лит.: Вакуумное оборудование и вакуумная техника, под ред. А. Гутри и Р. Уокер-линг, пер. с англ., М., 1951; Яккель Р., Получение и измерение вакуума, пер. с нем., М., 1952; Ланис В. А., Левина Л. Е., Техника вакуумных испытаний, 2 изд., М. -Л., 1963; Дэшман С., Научные основы вакуумной техники, пер. с англ., М., 1964; Королёв Б. И., Основы вакуумной техники, 5 изд., М. - Л., 1964; Пипко А.И., Плисковский В. Я., Пенчко Е.А., Оборудование для откачки вакуумных приборов, М.-Л., 1965. И.С.Рабинович.
ВАКУУМНОЕ ЛИТЬЁ, процесс литья, при к-ром заполнение жидким металлом полости литейной формы ведётся в вакууме. При В. л. принудит, заполнение
Схема литья вакуумным всасыванием: 1 - кристаллизатор; 2 - водоохлаждае-мая рубашка; 3 - расплав; 4 - металлическая форма.
[18-29.jpg""245""245""245""245""245""279]
формы металлом сопровождается полным удалением из неё газов, что позволяет получать тонкостенные, плотные и высококачеств. отливки. Применяются различные способы произ-ва фасонных отливок методами В. л.: вакуумное всасывание металла в форму, расположенную над расплавом (рис.), после чего кристаллизация происходит при атм. или повышенном давлении; вакуумное всасывание металла с использованием метал-лостатич. давления (форма расположена под металлом); литьё в вакууме под давлением (в машине для литья под давлением при помощи вакуумированных прессформ); вакуумно-центробежная заливка и др. В. л. находит большое распространение в сочетании с вакуумной плавкой для произ-ва фасонных отливок из спец. сталей и сплавов. Вакуум в зависимости от метода находится в пределах 40-0,3 н/м2 (0,3-2*10-3 мм рт. ст.).
М. Я. Телис.
ВАКУУМНОЕ МАСЛО, жидкость с низким давлением пара при комнатной темп-ре; относится к вакуумным материалам. Применяется главным образом как рабочая жидкость в паромасляных насосах и уплотняющая жидкость в ме-ханич. насосах, как смазочный материал трущихся частей вакуумных устройств, а также для наполнения жидкостных вакуумметров. Как рабочая жидкость паромасляных вакуумных насосов, В. м. должно обладать возможно более низкой упругостью пара при рабочей темп-ре в насосе и термич. стойкостью, а также быть химически инертным по отношению к кислороду воздуха и откачиваемым газам.
В. м. получают вакуумной дистилляцией природных и синтетич. жидкостей; по хим. составу различают минеральные, кремнийорганические и др. Наибольшее применение в вакуумной технике нашли минеральные и кремний органич. В. м. В СССР получают следующие минеральные В. м.: ВМ-1, ВМ-2, ВМ-5 - применяют в паромасляных высоковакуумных насосах с предельным вакуумом без охлаждаемых ловушек соотв. не хуже 2,7*10-4, 4,7*10-4 и 6,6*10-6н/м2 (2*10-6, 3,5*10-6 и 5*10-8 мм рт. ст.), ВМ-4, ВМ-6 - в механических (форва-куумных) насосах (давление пара соотв. 5,3*10-3 - 1,3*10-4 н/м2, или 4*10-5 - 1*10-6 мм рт. ст. и не выше 1,3*10-4н/м2, или 1*10-6 мм рт. ст.); масло Г - в паромасляных бустерных насосах (предельный вакуум 10-2н/м2, или 10-4 мм рт. ст.). За рубежом применяют минеральные В. м,-Вакуойль 220 (Польша), Апиезон В (Англия), Майван 20 (США) и др. В СССР и за рубежом в паромасляных высоковакуумных насосах используют следующие кремнийорганические масла: ВКЖ-94А, ВКЖ-94Б (СССР) - смесь этилполисилоксанов с предельным вакуумом соответственно не ниже 2,7*10-4 н/м2 (2*10-6 ммрт. ст.) и не ниже 1,3*10-3 н/м2 (1*10-5мм рт. ст.); смеси метилфенилполисилоксанов-ПФМС- 2/5Л (СССР) с предельным вакуумом не ниже 2,7*10-4 н/м2 (2*10-6мм рт. ст.), силиконы ДС-702, ДС-703, ДС-704, ДС-705 (США) с предельным вакуумом от 2,7*10-4 до 6,6*10-7 н/м2(от 2*10-6 до 5*10-9 мм рт. ст.). Кроме того, применяют другие В. м., напр. полифени-ловые эфиры 5Ф4Э (СССР) и Конвалекс-10 (США) с предельным вакуумом от 2,7*10-7 до 8*10-7н/м2 (от 2*10-9 до 6*10-9 мм рт. ст.).
Лит.: Королёв Б. И., Основы вакуумной техники, 5 изд., М.-Л., 1964; Дэшман С., Научные основы вакуумной техники, пер. с англ., М., 1964; Левин Г., Основы вакуумной техники, пер. с англ., М., 1969. Е.Н.Мартинсон.
ВАКУУМНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ, см. Вакуумметрия .
ВАКУУМНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, материалы, применяемые в вакуумных аппаратах и приборах. Основные требования, предъявляемые к В. м.,- низкое давление пара при рабочих темп-pax и возможность лёгкого обезгаживания. В. м. для оболочек вакуумных приборов, кроме того, должны быть мало газопроницаемы. Давление пара, газоотделение и газопроницаемость В. м.- основные свойства, определяющие верхний предел достижимого вакуума и возможность его сохранения в течение продолжительного времени. Другие требования к В. м. определяются областью их применения (см. Вакуумная техника). Напр., материалы для вакуумных ламп должны обладать достаточной прочностью при высоких температурах и быть хорошими изоляторами или, наоборот, проводниками.
Табл. 1. - Неорганические конструкционные материалы
Материалы
Температура при давлении паров 1 ,3 мн/м2 (10-5 мм рт.ст.), 0С
Температурный коэфф. линейного расширения в интервале от 0 до 1000С (а*107), 0С
Температура плавления, 0С
Металлы
Алюминий
841
238
658
2564
44
3410
Железо
1083
119
1535
Медь
934
165
1083
Молибден
1955
55
2625
Никель
856
133
1452
Палладий
1157
116
1554
Платина
1585
90
1773,5
Серебро
751
189
960,5
Тантал
2402
65
2996
Титан (иодидный)
1336
81(20-2000С)
1725
Цирконий (иодидный)
1836
54(20-2000С)
1845
Сплавы
Латунь Л-68
-
184
938
Монель
-
137
1250
Нихром
-
125
1400
Фернико (ковар)
-
45-55 (20-3000С)
1450
Сталь нержавеющая
1Х18Н9 (ЭЯ-1)
-
160
1400
1Х18Н9Т (ЭЯ-1Т)
160
1450
Различные материалы
Электрографит
2129
8-18 (продольный)
3800-3900
Слюда (мусковит)
-
30
1300
Кварц плавленый
-
5
1700
Стекло
-
30-120
--
Керамика
Глинозёмистая
-
46-70 (20-1000С)
2000
Магнезиальная
70-80 (20- 1000С)
1600
Табл. 2. - Органические конструкционные материалы
Материал
Скорость газоотделения при t20"С
Коэффициент газопроницаемости при t 200С
(м3*м)/(сек*м2*н/м)
(см3 • см)/
(сек • см2кгс/см2)
н*м/(м2*сек)
(л*мм рт.ст.*10-3)
/(сек*см2)
гелий
азот
гелий
азот
Резина на основе натурального каучука НК
(5- 8)10-6
(4- 6)10-6
1.3*10-16
2,3 *10-17
1,310-7
2,3*10-8
Резина на основе синтетического нитриль-ного каучука СКН-26
(3-4)10-5
(2-3)10-5
5, 2*10-17
2, 5*10-18
5, 2*10-8
2,5*10-9
Резина на основе синтетического нитриль-ного каучука СКН - 40
(3- 4)10-5
(2-3)10-5
3,6*10-12
3,9*10-18
3,6*10-8
3,9*10-9
Резина на основе поливинилсилоксанового каучука СКТВ-1
(1-3)10-5
(1- 2)10-5 (2500С)
2, 0*10-15(250С)
2,0*10-6 (250С)
(4- 7)10-7
(3-5)10-7 (150- 2500С)
2,3*10-16
8, 4*10-18
2,3*10-7
8,4*10-9
(7 - 13)10-7
(5- 10)10-7
2,5*10-17
2,5*10-18
2,5*10-8
2,5*10-9
Полиэтилентерефталат
(3-7)10-8
(2- 5)10-7
7,2*10-18
2,7*10-20
7,2
*10-9
2,7*10-11
Эпоксидная смола ЭД-5 , отверждённая по-лиэтиленполиамином
(3-7)10-4
(2- 5)10-4 (600С)
1,0*10-17
-
1,0*10-8
-
Табл. 3.- Вакуумные смазки, замазки, лаки и цементы
Материал
Давление паров при t 200С
tпл
0С
Макс, рабочая темп-ра,
0с
Назначение
н/мг
мм рт. ст.
Смазки Высоковакуумная
10-4
10-6
-
-40 до + 2000
Уплотнение кранов и пришлифованных соединений
Лубрисил
10-3
10-5
40
То же
Рамзая
10-2
10-4
30
"
Апиезон
10-1
10-3 при 2000С
43
30
"
"
10-8
10-10
47
Пришлифовка соединений с тугой посадкой
Замазки
Пицеин
10-5
10-7
40
Уплотнение стеклянных и металлич. шлифов
Денисона
10-3
10-5
60
Смесь пчелиного воска с каучуком
10-1-10-2
10-3-10-4
60
Апиезон
10-1
10-3
45; 85
Уплотнение постоянных соединений
Менделеева
50
Цемент Хотинского
10-1
10-3
40
Для цоколёвки ламп
Глипталевый лак
3*10-2
2*10-4
200
Заделка царапин, покрытие поверхностей
В. м. можно подразделить на следующие осн. группы: конструкц. материалы, геттеры (газопоглотители), вакуумные масла и материалы, применяемые как рабочие жидкости насосов и вакуумметров (напр., ртуть), замазки, смазки, лаки и цементы. Некоторые свойства важнейших конструкционных В. м. приведены в табл. 1-3.
Металлы идут на изготовление корпусов, насосов, вентилей, оболочек,электродов, газопоглотителей. Стекло - основной материал для колб, трубок, ламп и т. п. Из синтетич. материалов (полиэтилен, политерафторэтилен, полиамид и др.) и резины изготовляют трубки, прокладки и т. п. Вакуумные смазки и замазки служат для уплотнения разъёмных и постоянных соединений. Лаки применяют для заделки царапин, покрытия поверхностей, цементы - для цоколёвки ламп.
Лит.: Балицкий А. В., Технология изготовления вакуумной аппаратуры, 2 изд., М.-Л., 1966; Лебединский М. А., Электровакуумные материалы, 2 изд., М.- Л., 1966. Е. Н. Мартинсон, Е. Г, Плещенко.
ВАКУУМНЫЙ МАНОМЕТР |
