真空教室

真空是什麼?

一聽到真空,大部分的人會先聯想到的是保存食材鮮度的真空袋,或是音響上的真空管,其實圍繞在我們生活中的不只是這些,還有很多物品是利用真空技製作而成。例如:眼鏡、即溶咖啡、電漿電視等,都是利用真空所導致的特殊現象加工製作而成,舉例來說,真空袋就是利用真空狀態下來達到抗氧化效果的產品。除此之外,烹飪、乾燥、保溫、除臭等方面上,也經常可以看到真空技術的應用。

因此,當我們越了解真空時,就會發現周圍很多物品中都有真空技術的存在。

真空狀態是什麼?

接下來談談什麼是真空狀態?

根據《國語辭典》中對“真空”的說明是:完全沒有任何物質存在的狀態,然而實際上這樣的空無狀態空間是無法創造出來的。而在日本最具代表性的字典《廣辭苑》(広辞苑)中則更進一步定義:以人工方式是無法創造一個大氣壓的大約1/1016或更大的空間,實際上,在一區域之內的氣壓遠遠小於大氣壓力的空間就被稱為真空。

在真空技術的世界中,利用真空幫浦將一個空間內的氣體分子抽出,以人工方式來製作低壓狀態就是“真空”。

真空的特徵

減少氧氣

壓力越低,真空度越高時,會使空氣中的氧氣減少,而在大氣下會氧化的物品,或是會和空氣中的氧氣起反應而變質的物品,在真空下就可以維持物品原本的狀態。

無聲

聲音是必須透過可讓聲音振動的物質(空氣)來做傳遞媒介,然而當空氣減少後的真空狀態下,因為無法傳遞聲音的振動,因此不會聽見聲音聲音是必須透過可讓聲音振動的物質(空氣)來做傳遞媒介,然而當空氣減少後的真空狀態下,因為無法傳遞聲音的振動,因此不會聽見聲音。

絕緣

真空狀態下,因為氣體分子數量變少的緣故,減少粒子間相互撞擊而產生的離子和電荷,因此真空是絕緣體。

保溫

日常生活中的熱能會降溫,是因為空氣中的氣體分子撞擊時會把熱能帶走的現象,然而在真空狀態下,因為氣體分子被阻擋,減少熱能被帶走的撞擊,自然熱能就可以維持,達到保溫效果。

降低沸點

在真空狀態下,隨著壓力的下降,液態的沸點也會隨之降低。

將果汁倒入一個真空容器內,低溫可蒸發水分,進而製成粉末果汁,或是從海水萃取海鹽時.也會利用真空技術來分離海水中的鹽份。

這就是真空技術!

應用項目
原來運用在這裡

抽取

要將容器中的空氣排出,會採抽取大氣的方式來進行。而所謂抽取就是以吸取物質來達到移轉的目的,或是為了抽取定量容器中的物質為目的。

醫療儀器(如牙科治療時的吸唾器,抽脂機)、棉被,衣物的真空壓縮袋等。

吸附

利用一個空間在真空狀態下的真空度和大氣的壓力差,來達到吸附的效果。真空吸附也叫吸盤,常見運用於物品的固定和運送用途。

如雞蛋盒和玻璃基板的易碎物品運送

回收氣體

可以利用真空幫浦回收一氧化碳,碳氫化合物,類戴奧辛等有害氣體。

回收冰箱和空調中使用的氯氟烴和汽車排氣中的一氧化碳等有害物質

成形

在真空成型中,將熱塑性樹脂片材(一種成形材料)加熱並裝進模具中時,利用真空幫浦抽取該片材與模具之間的空氣,然後將片材緊密附著到模具上的成形品。

雞蛋的透明盒,藥盒,零食的密封收納容器等

填充液體

將氣密容器的內部抽成真空後,藉由容器內部和外部產生的壓力差來填充液體。

化妝品的唇蜜等黏稠的液體就是用這個方式填充進容器內

灌入氣體

街道上不可或缺的霓虹燈照明燈飾,就是以真空方式灌入氣體後封合。

空調的冷媒也是運用這樣的真空技術來填充

抗氧化

為了防氧化,必須將不想被氧氣氧化的物質作遮蔽,而在密封空間抽真空後,原本空間內的氧氣會排出外部,將氧氣隔絕在空間外部.而在真空下,因為氧氣量減少的緣故,可以抑制因為氧化產生物質變化的現象發生。

食品保存用的真空袋,乾燥花

冷凍真空乾燥

這是將材料在冷凍狀態下真空乾燥的方法。真空可以使材料中的水分容易散發,並從材料表面去除,進而使材料維持在低溫狀態。

速食麵,即溶咖啡,疫苗等的注射劑

真空乾燥

這是無需冷凍材料,以降低容器內的壓力來達到乾燥的方法。因為真空可更容易去除材料的水份,進而使材料維持在低溫狀態。

調味料,果乾

蒸餾

蒸餾是指混合的液體作分離或是液體氣化的過程,然而對熱敏感或是不容易分離的物質來說,則在真空下進行蒸餾的話,可以簡單地完成,此外,依據使用壓力等級的不同,又細分真空蒸餾和分子蒸餾兩種。

用於食品添加的乳化劑(用於麵包,蛋糕和冰淇淋)、維生素(營養品,藥品)、蒸餾酒(燒酒,威士忌),潤滑油(引擎油,金屬加工油)

濃縮

真空濃縮是在真空下蒸發液體中的水分以提升濃度,通常會作為真空乾燥或冷凍乾燥的前處理被使用。

煉乳,奶粉,疫苗製作,基因工程等領域上的應用

除泡/除氣

真空除氣的原理是將裝有材料的密閉容器抽至真空時,溶解在物料中的空氣會膨脹並以氣泡形式去除。

液體中的空氣會使金屬生鏽或變成材料中的氣泡,因而使商品價值降低,而要達到除氣效果,就可以使用這個方法。

【除氣】電子零組件,半導體

【除泡】黏著劑,絕緣材,電子材料,樹脂材料,藥品(軟膏,牙科材料),化妝品(口紅,乳霜)

真空蒸鍍

蒸鍍就是將固狀物質在減壓狀態下加熱,使其蒸發,是在基板上形成薄膜的成膜方法之一。

太陽眼鏡,汽車倒後鏡,手機中的水晶振動體

濺鍍

濺鍍是利用電漿中的離子撞擊材料,讓材料濺射到基板上形成薄膜。

CD, 貼在大樓窗戶隔絕紅外線膜

隔熱

隔熱是讓具有導熱性質的空氣或物質,變得不容易導熱。

保溫瓶,熱水瓶,電飯鍋的上蓋

冷卻

冷卻是從物體上去除熱能,並維持比周圍環境溫度更低溫。

蔬菜等的食材保存