진 공(VACUUM)

저진공

저진공(low vacuum):1기압∼10-3 Torr : ‘Rough vacuum'이라고도 하고 기체 상태의 분자 수량이 진공용기 내부 표면에 부착되어 있는 분자 수량보다 많은 상태이다.Food process (음식 건조, freeze drying : 커피 등의 향은 그대로 두고 수분만 제거하는 방법), 증류(distillation),박막 증착(sputtering, LPCVD : low pressure chemical vapor deposition),플라즈마 공정, 네온사인의 제조 등이 이 영역의 진공대에서 운용되고 있다.저진공의 10-3Torr 영역이면 이미 대기 공기가 99.99% 이상 빠져나간 상태라고 볼 수 있다.

 

고진공(high vacuum, HV)

10-3∼10-7Torr :기체의 평균 자유행로가 진공용기의 크기보다 긴 상태이기 때문에분자간의 충돌보다는 진공용기 내벽과의 충돌이 많다.진공관 제작, CRT(cathode ray tube),이온주입(ion implantation), 증착(evaporation), 전자현미경 등이 이 영역의 진공대에서 운용되고 있다.

 

초고진공(ultrahigh vacuum, UHV)

10-8Torr 이하 :분자밀도가 상당히 떨어진 상태로 분자가 진공용기 내부 표면에 단일층(monolayer)을 형성하는 시간이 충분히 오래 걸려 여러 가지 표면에 관한 실험을 할 수 있는 상황이 된다.우주관련 연구, 물질연구, 표면분석, 가속기,핵융합 연구가 초고진공을 필요로 하고 있다.

진공영역과 진공도 범위	진공도	사용용도
저진공	0~-1/mmHg	진공흡착이송외
중진공	-1/mmHg~-10-3/mmHg	진공 초장외
고진공	-3/mmHg~-10-4/mmHg	프라즈마 발생기외
초고진공	-4/mmHg~-10-7/ mmHg	원자핵 연구외

 

진공파괴 방법:간단히 진공상태에서 일정한 압력의 공기를 넣어주면 진공은 파괴됨.

전자식 파괴 밸브:전기적인 신호에 의하여 진공회로에 강제적으로 압축공기를 넣어 준다.

에어 타이머식 파괴 밸브:전기회로에 의하여 진공을 발생시킨 후에,전기신호가 끊어지면 자동적으로 일정한 시간동안 진공회로에 압축공기가 들어가게 된다.

어원

진공(Vacuum)이라는 단어는 빈공간 이라는 뜻의 라틴어 'Vacuus' 유래되었는데 영어의 단어 중 두개의 'U' 가 연속으로 오는 몇개 안되는 단어 중 하나입니다.1643년 이탈리아의 물리학자 토리첼리는 유리관과 수은을 사용하여 다음과 같은 실험을 하였습니다. 즉, 단면적1㎠인 한쪽 끝이 막힌 길이 1m의 유리관 안에 수은을  채운 다음 수은이 담긴 그릇에  유리관을거꾸로 세우면, 유리관 안의 수은은 그릇에 담겨 있는 수은의 표면으로부터 76㎝의 높이를 항상 유지 하게 된다는 것입니다.이때 유리관 위쪽에는 진공상태가 되는데 이것을 발견한 토리첼리의 이름을 따서  "토리첼리 진공"이라 합니다.유리관 안의 수은주가 76㎝가 되는 것은 수은주의 무게가 그릇에 담긴 수은의 표면에 작용하는 대기의 압력과 균형을 이루기 때문입니다.이 실험으로 대기압=1기압은 높이 76㎝의 수은주 무게와 같다는 사실입니다,이는  기초적인 개념이 되고 있습니다.진공도의 단위인 토르(Torr)는 토리첼리의 머릿글자를 딴 것입니다,대기압 상태를 표시하는 760Torr 나 760㎜Hg,76㎝Hg  수은주의 길이를 이용한 대기압의 표시인 것입니다.