진공이란? 진공단위환산표

진공은 공간의 기체 압력이 대기압보다 낮은 상태를 의미하며 지상으로부터 고도에 따른 진공도는 다르다. 진공을 응용하기 위해서는 지상에 인위적인 진공을 발생시키고 제어해야 한다. 이런 진공기술의 요소는 발생기술, 재료기술, 가공 및 부품기술, 평가 및 제어기술로 대별되며 이 4가지 요소가 합쳐져서 진공 응용기술이 성립된다. 진공은 다음과 같은 특성이 있으므로 전 과학기술 분야와 산업분야에서 진공기술이 응용되고 있다. 압력 차에 의한 힘의 발생, 극청정 환경제공, 단열효과, 입자의 장거리 비행가능, 증발과 승화작용 안정된 플라즈마를 유지, 생화학 반응 억제, 우주환경 제공 등의 특성이 있다. 진공기술의 응용범위는 전 산업에 걸쳐 있으며 반도체의 집적도가 높아지고 양자소자 개발 등 첨단기술이 발전하면서 그 중요성은 날로 증가하고 있다.

 

1. 진공기술 응용되는 대표 사례

첨단산업	반도체, FED
미래산업	우주항공, 핵융합, 신소재 개발
산업응용	TV브라운/모니터, 기계/광학부품 코팅, 보온병, 램프, 냉동기
의약화학식품	의약품 생산, 식품보관, 진공건조식품, 진공증류
첨단과학	가속기, 표면분석장치, 질량분석

2. 진공의 발견 : 토리첼리의 실험 

1643년 이탈리아의 물리학자 토리첼리는 유리관과 수은을 사용하여 다음과 같은 실험을 하였다. 즉, 단면적1cm인 한쪽 끝이 막힌 길이 1m의 유리관 안에 수은을 가득 채운 다음, 수은이 담긴 그릇 안에 거꾸로 세우면,유리관 안의 수은주는 그릇에 담겨 있는 수은의 표면으로부터 76cm의 높이를 항상 유지 하게 된다는 것이다. 이때 유리관 위쪽에는 진공상태가 되는데 이를 "토리첼리 진공" 이라고 한다. 유리관 안의 수은주가 76cm가 되는 것은 수은주의 무게가 그릇에 담긴 수은의 표면에 작용하는 대기의 압력과 균형을 이루기 때문이다. 이 실험으로 대기압(1기압)은 높이 76cm의 수은주 무게와 같다는 사실이 발견되었으며, 이는 오늘날 진공의 측정 단위에 있어서도 기초적인 개념이 되고 있다. 우리가 흔히 사용하는 진공도의 단위인 토르(Torr)는 토리첼리의 머릿 글자를 딴 것이며, 대기압 상태를 표시하는 760Torr나 760mmHg, 76cmHg등도 모두 토리첼리의 실험에서 나타나는 수은주의 길이를 이용 한 대기압의 표시인 것이다.

 

3. 진공상태를 만들면 어떻게 될까요?

• 공기 및 기체의 영향에 의한 부식, 산화등을 예방한다. (제품보존)
• 물질의 끊는점이 낮아져 조기에 증발하도록 한다. (농축, 금속처리)
• 흡착패드 등을 이용하여 타 기구로는 운반하기 어려운 물체의 운반에 적합하게 된다. (분체, 판 등의 운반)
• 물체속의 기체를 제거하고 타물질을 투입하는데 편리하다. (가스충전, 함침)
• 전기적 특성이 있다. (반도체, 브라운관, 진공관)

 

4. 진공단위환산표

 

진공단위환산

 

 

압력단위변환

 

 

압력 단위변환 – Daum 검색

 

5. 진공도의 영역대별 분류

진공영역	진공도 범위	적용되는 공정	진공펌프의 기종
저진공 (Rough Vacuum)	대기압 -1 Torr	진공흡착이송, 진공포장, 분말충진, 진공농축반응기	건식로타리 베인펌프, 급유식 로타리 베인 펌프, 수봉식 펌프, 냉매 가스 주입용
중진공 (Fine Vacuum)	1 Torr ~ 10^-3 Torr	진공건조, 탈기장치, 진공증류	다단식 로타리 베인 펌프, 다단식 스팀 이젝타, 확산펌프
고진공 (High Vacuum)	10^-3 Torr ~ 10-7 Torr	진공코팅, 진공 동결 건조, 진공합금, 신소재 합금	확산펌프, 터보분자펌프, 흡착펌프, 승화펌프
초고진공 (Ultrahigh Vacuum)	10^-7 Torr 이하	원자핵 연구장치, 전자현미경, 물리 실험장치	터보분자펌프, 저온 냉각 펌프, 흡착펌프

이상적인 작업환경을 만들기 위해서는 작업조건에 맞는 펌프의 선정과 시스템의 구성이 무엇보다도 중요하다.