【康沃真空網(wǎng)】最早的真空獲得和應(yīng)用，可追溯到公元前6世紀，那時我國煉鐵技術(shù)就已相當進步，為了熔化鐵，在煉鐵爐上配有鼓風設(shè)備。最初使用的叫“鞲”的皮囊鼓風、“風箱”鼓風。風箱的作用過程包括：負壓吸氣和增壓排氣。與現(xiàn)在的往復式活塞真空泵的作用原理基本相同。這種風箱在公元1367時就已成為煉鐵的重要工具。這是最早真空獲得和應(yīng)用的實例。

▲ 傳統(tǒng)老式風箱

　　另有更為典型的例子是中醫(yī)的拔火罐。兩千年前，它已在我國民間用作治病的工具。它很好地利用了空氣熱脹冷縮、蒸汽冷凝等物理現(xiàn)象來形成罐內(nèi)真空。

　　歷史上有確切記載獲得“真空”的是歐洲人。1643年，意大利人托里拆利做了大氣壓實驗。他用一根一端封閉的細長玻璃管和一個盛水銀的小槽，先將水銀從玻璃管開口端灌入，直到灌滿全管。然后壓住開口，將玻璃管倒立在水銀槽內(nèi)，再打開壓著的開口。此時玻璃管中的水銀高度逐漸下降，直到距離小槽液面以上760mm時，就不再下降了。托里拆利認為在玻璃管上端的空隙內(nèi)就是“真空”。隨后，他的學生帕斯卡等人將此實驗搬到山上去做，結(jié)果水銀柱高度低于760mm，證明大氣壓與高度有關(guān)。

▲ 托里拆利大氣壓實驗示意

　　1654年德國人葛利克發(fā)明了活塞真空泵。他為了證明大氣壓的巨大力量，曾做過一次公開實驗，葛利克用兩個直徑119cm的半球合起來，用真空泵將球內(nèi)空氣抽除，因而球的表面上所受的大氣壓力是很大的，每個半球其橫向分力，每個半球用8匹馬，才能向相反方向拉開。因為該實驗是在德國馬德堡做的，故稱馬德堡半球?qū)嶒灦劽谑馈?/p>

▲ 馬德堡半球?qū)嶒灱o念郵票

　　1662年英國人玻義耳發(fā)現(xiàn)玻義耳定律。到1738年瑞士人伯努利提出氣體分子運動論，他們奠定了真空技術(shù)最初的理論基礎(chǔ)。

　　從1643年托里拆利獲得真空，到1879年愛迪生發(fā)明碳絲電燈泡的200多年間，真空技術(shù)經(jīng)歷了一個漫長的發(fā)展過程。這個過程孕育著電子學的誕生和發(fā)展。所謂“電真空器件”就是內(nèi)部空間為真空的電子器件。真空技術(shù)為電子技術(shù)的發(fā)展開辟了道路。在20世紀初，電子技術(shù)的發(fā)展，又推動了真空技術(shù)的飛速發(fā)展。

　　1905年德國蓋得發(fā)明了機械泵，1906年皮拉尼發(fā)明熱阻真空計；1913年和1915年蓋得先后發(fā)明了分子泵、擴散泵；1916年貝克利發(fā)明了熱陰極電離計。真空技術(shù)迅速從低真空發(fā)展到高真空，高真空技術(shù)的發(fā)展勢頭一直延續(xù)到第二次世界大戰(zhàn)。尤其是希克曼1936年發(fā)明了分餾式油擴散泵，潘寧1937年發(fā)明了冷陰極電離計，使得高真空技術(shù)在獲得和測量兩方面基本上已完善。

▲ 三級分餾式油擴散泵結(jié)構(gòu)圖：沿泵壁回流至油鍋的泵油先經(jīng)過外分餾環(huán)1，輕餾分蒸發(fā)供給第三級噴咀；當泵油進入到分餾環(huán)2時蒸發(fā)的次輕餾分的蒸汽供應(yīng)第二級噴咀，最后重餾分進入中心分餾區(qū)3后蒸發(fā)供給一級噴咀，分餾可以提高泵的極限真空度。

　　1940年以后真空技術(shù)在原子能方面得到廣泛應(yīng)用，并在真空冶金、真空鍍膜，真空冷凍干燥等方面得到擴展。到1950年，真空范圍已提高到10-4~10-5Pa。在某些實驗室里也曾達到更高的真空，但還不能測量出來。貝阿德-阿爾伯特1950年發(fā)明了B-A規(guī)，才為測量超高真空創(chuàng)造了條件。1953年吸氣劑-離子泵的出現(xiàn)，使人們可以獲得清潔超高真空。

▲ 安捷倫CombiNEG吸氣劑復合型離子泵

　　從20世紀50年代到70年代的20多年里，真空技術(shù)融入了許多尖端科學技術(shù)并一起得到迅速發(fā)展。高能加速器、等離子體核聚變裝置、微電子學中的超大規(guī)模集成電路，特別是航天技術(shù)，促使真空技術(shù)發(fā)生新的飛躍。真空進入了“超清潔”時代，壓力范圍從10-4~10-5Pa下降到10-12~10-13Pa。一下子真空度提高了七八個數(shù)量級，真空系統(tǒng)容積大到數(shù)萬立方米:低溫泵的抽速可高達1000萬L/s；甚至有的科學家認為，今天的真空技術(shù)，已能獲得和測量從大氣壓（105Pa）到10-13Pa，壓力范圍達18個數(shù)量級，并隨著某些新應(yīng)用的開拓而要求一步步地接近“理想真空”。

　　經(jīng)典的真空技術(shù)或傳統(tǒng)的真空技術(shù)主要囿于真空獲得、檢測以及真空系統(tǒng)自身的發(fā)展，成為許多學科創(chuàng)新的條件和手段。然而，現(xiàn)代科學技術(shù)的相互交叉滲透，主體和條件之間的相互轉(zhuǎn)化，極大地豐富了真空科學與技術(shù)的內(nèi)涵，尤其是超高真空、超清潔表面的出現(xiàn)，揭示了自然領(lǐng)域中許多新穎的現(xiàn)象和規(guī)律。

　　根據(jù)國際真空科學技術(shù)與應(yīng)用協(xié)會（IUVSTA）和美國真空學會的劃分，現(xiàn)代真空科學與技術(shù)分成8個學科分支（如下表所示），已經(jīng)滲透到車輛、土木建筑工程、機械、包裝、環(huán)境保護、醫(yī)藥及醫(yī)療器械、石油、化工、食品、光學、電氣、電子、原子能、半導體、航空航天、低溫、專用機械、紡織、造紙、農(nóng)業(yè)、民用工業(yè)以及近年來得到迅速發(fā)展的表面科學與納米科學等工業(yè)部門和科學研究工作中。