真空技術(shù)的突破——分子增壓泵發(fā)明人儲繼國教授

殊遇難解 真空領(lǐng)域結深緣

　　儲繼國，深圳大學(xué)教授，1968年畢業(yè)于復旦大學(xué)真空物理專(zhuān)業(yè)。還只是一位大學(xué)本科生時(shí)，儲繼國教授就已經(jīng)與分子泵結下了不解之緣。當時(shí)，分子泵問(wèn)世不久，該泵奇特的結構、優(yōu)異的性能、昂貴的價(jià)格引起了他極大的興趣。但是，當觸及到分子泵理論時(shí)，他卻詫異地發(fā)現分子泵發(fā)明人貝克爾博士（德國B(niǎo)ALZERS公司）創(chuàng )立的理論“看不懂”。用儲教授的話(huà)說(shuō)，“我遇到過(guò)不少自己解決不了的難題，但很少發(fā)生看不懂別人已經(jīng)解決的問(wèn)題的情況”。于是，他開(kāi)始關(guān)注起“分子泵”這個(gè)課題。

　　1978年，作為文革后的第一批研究生，在學(xué)位論文選題時(shí)，他選擇了分子泵，從此跟隨著(zhù)指導老師華中一教授（曾任中國真空學(xué)會(huì )理事長(cháng)、復旦大學(xué)校長(cháng)），開(kāi)始了對分子泵理論進(jìn)行深入研究的歷程，沒(méi)想到這一開(kāi)始，就是整整30年的光陰。

　　理論研究還算順利。用了半年多時(shí)間，儲教授就發(fā)現了貝克爾理論中存在的原則性錯誤。他運用統計物理學(xué)方法，創(chuàng )立了“The statisticaltheory of turbo-molecular pumps”（渦輪分子泵的統計理論），闡明了渦輪分子泵的工作原理，揭示了渦輪分子泵和牽引分子泵是兩種工作機理完全不同的真空泵，并指明了牽引分子泵（分子增壓泵屬于該泵種）將是未來(lái)真空技術(shù)的主要發(fā)展方向。該理論在美國《Journal of Vacuum Science &Technology（真空科學(xué)與技術(shù)雜志）》（真空科技領(lǐng)域最具影響力的期刊)上發(fā)表后，沒(méi)想到竟然引起了貝克爾博士的高度關(guān)注，他不僅肯定了儲教授對自己理論的修正，還特意派人向儲教授轉達了他的謝意。

此途亦艱 斬荊奪隘破難關(guān)

　　從渦輪分子泵統計理論發(fā)表開(kāi)始，研制世界上性能最好的分子泵成了儲教授畢生追求的目標。理論往往先于實(shí)踐并指導實(shí)踐。之后的10年中，儲教授又先后創(chuàng )立了“渦輪分子泵的微分網(wǎng)絡(luò )理論”和“牽引分子泵的自泄漏理論”，構建成功了完整的分子泵理論體系，不僅為分子泵的定量設計提供了平臺，也為我國在分子泵領(lǐng)域的研究工作長(cháng)期處于國際領(lǐng)先地位提供了堅實(shí)的基礎。1988年，他根據理論研究的結果，研制成功了世界上第一臺達到產(chǎn)品水平的復合分子泵，引領(lǐng)了20世紀90年代國際真空產(chǎn)業(yè)界的復合分子泵熱潮，同時(shí)，也驗證了他從事的研究工作的重要價(jià)值。1992年，他發(fā)明徑流式寬程真空泵（分子增壓泵的原型），該項成果被我國真空界資深專(zhuān)家譽(yù)為“一旦實(shí)現產(chǎn)業(yè)化，將是真空獲得技術(shù)的突破”。國際知名廠(chǎng)商BALZERS（德）、VARIAN（美）、ALCATEL（法）、EDWARDS（英）等對此項成果都給予了充分肯定。1999年，儲教授改進(jìn)、完善了該泵的結構和制造工藝，研制成功雙重拖動(dòng)分子泵（即分子增壓泵的原型樣機）。雙重拖動(dòng)分子泵剛一現身，即入選了首屆中國國際高新技術(shù)成果交易會(huì )，并被作為重點(diǎn)項目加以推介，國內外幾十家廠(chǎng)商對合作開(kāi)發(fā)該項成果表示出濃厚興趣，但由于制造工藝上的困難，未能實(shí)現產(chǎn)業(yè)化。2006年，儲教授和深圳市摩爾真空技術(shù)有限公司合作，終于攻克制造工藝難關(guān)，研制出第一臺分子增壓泵產(chǎn)品樣機。該泵的問(wèn)世成為盛舉，并開(kāi)創(chuàng )了多項世界第一：世界上第一臺兼有中、高真空雙重性能的新一代分子泵。世界上能耗最低的中、高真空泵。世界上首次在采用油封式前級泵的設備中獲得低成本的清潔中、高真空。……10年理論探索， 10年精心研制，10年實(shí)現產(chǎn)業(yè)化，30年的經(jīng)歷刻錄了儲教授在研制分子泵道路上的艱辛歷程。

B200D分子增壓泵　　分子增壓泵的轉子　　傳統分子泵的渦輪轉子

敢為人先 創(chuàng )新路一身是膽

　　目前，世界上中、高真空泵主要由羅茨泵、擴散泵和分子泵3大類(lèi)組成。我國對真空泵的需求呈現逐年遞增的趨勢，2008年，我國羅茨泵、擴散泵和分子泵的銷(xiāo)售量合計為1.2萬(wàn)臺。

分子增壓泵測試現場(chǎng)照片

　　2008年，第十屆中國國際高新技術(shù)成果交易會(huì )上，分子增壓泵憑借著(zhù)顯著(zhù)的節能效果、極其清潔的真空質(zhì)量、顯著(zhù)的經(jīng)濟效益等優(yōu)點(diǎn)，獲得了第十屆中國國際高新技術(shù)成果交易會(huì )“優(yōu)秀產(chǎn)品獎”。儲繼國教授攜手分子增壓泵跨入了國際主流行列，成就令人矚目。分子增壓泵的推廣應用不僅具有可觀(guān)的市場(chǎng)前景，同時(shí)帶來(lái)的巨大社會(huì )效益也是難以估量的。分子增壓泵現已成功用于十余個(gè)不同的真空用領(lǐng)域，取得了顯著(zhù)降低能耗、大幅度提高產(chǎn)品質(zhì)量、顯著(zhù)提高經(jīng)濟效益的優(yōu)異成績(jì)。

　　在節能方面， 分子增壓泵能耗極低，僅為羅茨泵的15%、擴散泵的20%、分子泵的50%！按我國在用羅茨泵、擴散泵和分子泵10萬(wàn)臺，平均每臺節能3kW計算，分子增壓泵全面推廣后，年節電達30億度。其中，僅大型蒸發(fā)鍍膜設備，全國在用設備約5000套，這些設備若全部改造，年節電將超過(guò)10億度！清潔真空（即無(wú)油蒸汽污染的真空）是真空質(zhì)量的最高境界，儲教授的分子增壓泵正是向該境界沖擊取得的碩果。