真空技术的突破——分子增压泵发明人储继国教授

殊遇难解 真空领域结深缘

　　储继国，深圳大学教授，1968年毕业于复旦大学真空物理专业。还只是一位大学本科生时，储继国教授就已经与分子泵结下了不解之缘。当时，分子泵问世不久，该泵奇特的结构、优异的性能、昂贵的价格引起了他极大的兴趣。但是，当触及到分子泵理论时，他却诧异地发现分子泵发明人贝克尔博士（德国BALZERS公司）创立的理论“看不懂”。用储教授的话说，“我遇到过不少自己解决不了的难题，但很少发生看不懂别人已经解决的问题的情况”。于是，他开始关注起“分子泵”这个课题。

　　1978年，作为文革后的第一批研究生，在学位论文选题时，他选择了分子泵，从此跟随着指导老师华中一教授（曾任中国真空学会理事长、复旦大学校长），开始了对分子泵理论进行深入研究的历程，没想到这一开始，就是整整30年的光阴。

　　理论研究还算顺利。用了半年多时间，储教授就发现了贝克尔理论中存在的原则性错误。他运用统计物理学方法，创立了“The statisticaltheory of turbo-molecular pumps”（涡轮分子泵的统计理论），阐明了涡轮分子泵的工作原理，揭示了涡轮分子泵和牵引分子泵是两种工作机理完全不同的真空泵，并指明了牵引分子泵（分子增压泵属于该泵种）将是未来真空技术的主要发展方向。该理论在美国《Journal of Vacuum Science &Technology（真空科学与技术杂志）》（真空科技领域最具影响力的期刊)上发表后，没想到竟然引起了贝克尔博士的高度关注，他不仅肯定了储教授对自己理论的修正，还特意派人向储教授转达了他的谢意。

此途亦艰 斩荆夺隘破难关

　　从涡轮分子泵统计理论发表开始，研制世界上性能最好的分子泵成了储教授毕生追求的目标。理论往往先于实践并指导实践。之后的10年中，储教授又先后创立了“涡轮分子泵的微分网络理论”和“牵引分子泵的自泄漏理论”，构建成功了完整的分子泵理论体系，不仅为分子泵的定量设计提供了平台，也为我国在分子泵领域的研究工作长期处于国际领先地位提供了坚实的基础。1988年，他根据理论研究的结果，研制成功了世界上第一台达到产品水平的复合分子泵，引领了20世纪90年代国际真空产业界的复合分子泵热潮，同时，也验证了他从事的研究工作的重要价值。1992年，他发明径流式宽程真空泵（分子增压泵的原型），该项成果被我国真空界资深专家誉为“一旦实现产业化，将是真空获得技术的突破”。国际知名厂商BALZERS（德）、VARIAN（美）、ALCATEL（法）、EDWARDS（英）等对此项成果都给予了充分肯定。1999年，储教授改进、完善了该泵的结构和制造工艺，研制成功双重拖动分子泵（即分子增压泵的原型样机）。双重拖动分子泵刚一现身，即入选了首届中国国际高新技术成果交易会，并被作为重点项目加以推介，国内外几十家厂商对合作开发该项成果表示出浓厚兴趣，但由于制造工艺上的困难，未能实现产业化。2006年，储教授和深圳市摩尔真空技术有限公司合作，终于攻克制造工艺难关，研制出第一台分子增压泵产品样机。该泵的问世成为盛举，并开创了多项世界第一：世界上第一台兼有中、高真空双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级泵的设备中获得低成本的清洁中、高真空。……10年理论探索， 10年精心研制，10年实现产业化，30年的经历刻录了储教授在研制分子泵道路上的艰辛历程。

B200D分子增压泵　　分子增压泵的转子　　传统分子泵的涡轮转子

敢为人先 创新路一身是胆

　　目前，世界上中、高真空泵主要由罗茨泵、扩散泵和分子泵3大类组成。我国对真空泵的需求呈现逐年递增的趋势，2008年，我国罗茨泵、扩散泵和分子泵的销售量合计为1.2万台。

分子增压泵测试现场照片

　　2008年，第十届中国国际高新技术成果交易会上，分子增压泵凭借着显著的节能效果、极其清洁的真空质量、显著的经济效益等优点，获得了第十届中国国际高新技术成果交易会“优秀产品奖”。储继国教授携手分子增压泵跨入了国际主流行列，成就令人瞩目。分子增压泵的推广应用不仅具有可观的市场前景，同时带来的巨大社会效益也是难以估量的。分子增压泵现已成功用于十余个不同的真空用领域，取得了显著降低能耗、大幅度提高产品质量、显著提高经济效益的优异成绩。

　　在节能方面， 分子增压泵能耗极低，仅为罗茨泵的15%、扩散泵的20%、分子泵的50%！按我国在用罗茨泵、扩散泵和分子泵10万台，平均每台节能3kW计算，分子增压泵全面推广后，年节电达30亿度。其中，仅大型蒸发镀膜设备，全国在用设备约5000套，这些设备若全部改造，年节电将超过10亿度！清洁真空（即无油蒸汽污染的真空）是真空质量的最高境界，储教授的分子增压泵正是向该境界冲击取得的硕果。