什麼是真空技術
使氣體壓強低於地面上人類環境氣壓的技術。
真空技術發展史
約在公元前6世紀，中國在冶鐵技術中採用了風箱鼓風的方法，那時稱風箱爲“韝鞴”（圖1）。戰國時期的《老子道德經》一書中說“韝鞴”是“虛而不屈，動而愈出”。這是利用了真空吸氣的原理。歐洲到16世紀才發明了這種設備。中國晉朝煉丹家和醫生葛洪在《時後備急方》中介紹了中國古代勞動人民利用氣體的熱脹冷縮，創造了“拔火罐”的方法。這是把真空技術應用於醫學的例子。
17世紀，意大利科學家伽利略在研究從礦井裏抽水的問題時發現，用泵汲水的高度不能超過10m。他認爲吸水是由於大氣壓力的作用，說明空氣有重量。在他的影響下，E.托裏拆利用汞裝滿一端封閉的玻璃管，然後將封閉端朝上立在汞池中，這樣就在玻璃管上部獲得了真空。這是人類第一次得到的最好的真空。托裏拆利測得玻璃管中汞柱高與玻璃管的粗細、長短均無關。1648年，B.帕斯卡在不同高度的山上進行了測量，發現玻璃管中的汞柱有不同的高度，從而確立了氣壓與地面高度有關的思想。1654年，德國馬德堡市市長蓋利克把直徑40cm的兩個中空銅製半球抽成真空，從兩側各用8匹馬向相反方向拉，竟沒有拉開這個銅球。從此以後，真空的存在已不再被人懷疑了。
氣體分子運動論爲真空技術的發展奠定了理論基礎。真空技術進入實用階段的標誌是，1858年J.普呂克爾和H.W.蓋斯勒發明真空放電管，而後J.A.夫累銘在1904年又造出了二級真空電子管，L.德福雷斯特在1907年造出了三極真空電子管，等等。近代真空技術的發展已經和科學技術、工業生產、日常生活緊密地聯繫了起來。1957年，人類開始進入太空。太空是一個真空環境，爲了熟悉它，人們在地面上建造了許多大型空間環境模擬室(見彩圖)。空間科學技術的發展，把真空技術又推向一個新階段。
真空度
氣體稀薄的程度叫真空度。國際單位制中，真空度以壓強單位帕(Pa)度量。由於歷史原因，在真空技術領域中常以託(Torr)作爲真空度的單位。歷史上曾使用的單位還有巴(bar)、大氣壓(atm)、千克力/釐米2(kgf/cm2)及磅力/英寸2(1bf/in2)，換算關係由表1給出。
目前，實驗上可以達到的真空度，從 760Torr直到10-14Torr(表2)。
真空的獲得
可用機械的方法獲得真空。如活塞泵、旋片泵等，主要是通過活塞或旋片不斷地運動來改變泵體的體積，從而把氣體排放出去（圖2）A1→A2→A3→A4。稍高的真空度的獲得，則要利用擴散現象。用高速運動的氣流（包括分子泵中高速運動的圓盤或葉片），把擴散進泵體並和氣流分子碰撞的氣體分子帶走。如擴散泵（圖3）、增壓泵等。此外，還有：
（1）低溫泵。利用低溫表面冷凝或凍結氣體，如液氦冷凝泵。爲了增加吸氣量，在低溫表面上再附一層氣體霜，這就構成了深冷霜吸氣泵。
（2）吸附泵。利用吸氣材料，如活性炭、分子篩、鋯-鋁等吸氣劑，冷凍或加熱使之產生吸氣作用。
（3）離子泵。首先使氣體電離，然後利用強電場（或再加上磁場）驅趕電離氣體直接進入金屬壁。
（4）催化泵。通過化學反應，把較難抽除的氣體變成容易抽除的氣體。如使氫氣和氧氣化合成水蒸氣而後抽除。
真空的測量
即對真空度的測量。測量真空度的壓強傳感器通常叫真空規。測量較高壓強的真空規有：測量壓強差所產生力的液柱高度壓力計；振動薄膜規；利用玻意耳定律的麥克勞規；測量不同壓強下氣體導熱變化的熱偶真空計等。測量低壓強的真空規有電離規，先使規中的分子電離，測量電離了的分子數量，給出離子流強度，再換算成相應的分子密度或壓強數值。這類真空規可測到10-11Pa以下。還有用分壓強計測量總壓強的，但也是用電離的方法測離子數量。
真空環境的特性
（1）壓強小於地面上大氣的壓強。
（2）氣體分子密度小，因而導熱性差，傳播聲音的性能差（或不傳播聲音），物質在其中易揮發，不氧化，生物不能維持生命，對運動物體的阻力小，電絕緣性可變等。
（3）容易產生清潔的固體表面。因而使固體的表面特性（如潤滑、摩擦、腐蝕等）和觸媒的表面化學性質都完全不同於地面上大氣環境中的特性。
（4）電磁波的傳播性能優於大氣中。
正是這些以及由此誘發的其他特性，使得真空技術獲得了廣泛的應用。
真空的工業應用
利用真空環境的低壓強性質，可以完成許多地面大氣環境中無法完成的工藝過程。真空技術的應用主要有以下幾方面。
（1）利用真空與地面大氣壓強差產生的力，可以進行流體的輸運，製造離心式液體泵、離心式鼓風機。還可製造真空吸塵器、拔火罐及人工流產用的醫療器械等。
（2）利用真空中氣體分子密度小的特性，製造電真空器件如各種電光源、電子管等。由於真空環境中活性金屬不易氧化，可在此環境中進行活性金屬(Ca、Li、Cs等)的氧化物還原；進行某些金屬的真空焊接、真空熔鍊等。
（3）利用真空的低氣壓，可以進行某些低熔點金屬(Mg、Li、Zn等)的分餾、純化。進行某些高沸點、高純化學試劑的真空分餾。當壓強降到 10-1Pa，分餾速率達到一穩定值。此後再降低壓強，且分餾源和冷凝面的距離小於分子自由程時就發生分子分餾。可用以分餾許多高分子量的材料而不使其分解，這個方法已成功地應用到維生素濃縮生產中。
（4）在1～10-1Pa壓強下，可對許多不耐高溫的產品進行低溫脫水，真空乾燥。這一方法成功地用於食品工業、生物製品，如濃縮食品、奶粉、製造血漿等。
（5）在10-2Pa壓強下進行真空鍍膜，可製造高質量的反射膜和透射膜，以及許多特殊用途的薄膜如磁性膜、半導體膜，塑料鍍導電層以製造波導管等。
某些新興工業中也廣泛應用真空技術，如同位素分離；各種加速器中都要應用真空技術；大規模集成電路也需要在真空環境中加工。
真空技術還廣泛地應用在科學研究中。如表面物理實驗就是在超高真空中進行的；重離子加速器要求清潔無油的真空排氣系統;受控熱核反應要求10-6Pa超高真空；高能粒子對撞機儲存環的交叉區要求10-10Pa極高真空。空間科學更離不開真空環境，人們幾乎在地面上模擬了一切可能的空間環境，在其中進行火箭發動機的高空點火、真空推力測定、熱設計需要的溫控試驗、材料的空間效應評價試驗以及摩擦、潤滑與冷焊試驗等。
