真空技術(shù)的突破——分子增壓泵發(fā)明人儲(chǔ)繼國教授

殊遇難解 真空領(lǐng)域結(jié)深緣

　　儲(chǔ)繼國，深圳大學(xué)教授，1968年畢業(yè)于復(fù)旦大學(xué)真空物理專業(yè)。還只是一位大學(xué)本科生時(shí)，儲(chǔ)繼國教授就已經(jīng)與分子泵結(jié)下了不解之緣。當(dāng)時(shí)，分子泵問世不久，該泵奇特的結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的性能、昂貴的價(jià)格引起了他極大的興趣。但是，當(dāng)觸及到分子泵理論時(shí)，他卻詫異地發(fā)現(xiàn)分子泵發(fā)明人貝克爾博士（德國BALZERS公司）創(chuàng)立的理論“看不懂”。用儲(chǔ)教授的話說，“我遇到過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)解決的問題的情況”。于是，他開始關(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，從此跟隨著指導(dǎo)老師華中一教授（曾任中國真空學(xué)會(huì)理事長、復(fù)旦大學(xué)校長），開始了對分子泵理論進(jìn)行深入研究的歷程，沒想到這一開始，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(chǔ)教授就發(fā)現(xiàn)了貝克爾理論中存在的原則性錯(cuò)誤。他運(yùn)用統(tǒng)計(jì)物理學(xué)方法，創(chuàng)立了“The statisticaltheory of turbo-molecular pumps”（渦輪分子泵的統(tǒng)計(jì)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(jī)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(chǔ)教授對自己理論的修正，還特意派人向儲(chǔ)教授轉(zhuǎn)達(dá)了他的謝意。

此途亦艱 斬荊奪隘破難關(guān)

　　從渦輪分子泵統(tǒng)計(jì)理論發(fā)表開始，研制世界上性能最好的分子泵成了儲(chǔ)教授畢生追求的目標(biāo)。理論往往先于實(shí)踐并指導(dǎo)實(shí)踐。之后的10年中，儲(chǔ)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(gòu)建成功了完整的分子泵理論體系，不僅為分子泵的定量設(shè)計(jì)提供了平臺(tái)，也為我國在分子泵領(lǐng)域的研究工作長期處于國際領(lǐng)先地位提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1988年，他根據(jù)理論研究的結(jié)果，研制成功了世界上第一臺(tái)達(dá)到產(chǎn)品水平的復(fù)合分子泵，引領(lǐng)了20世紀(jì)90年代國際真空產(chǎn)業(yè)界的復(fù)合分子泵熱潮，同時(shí)，也驗(yàn)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(xiàng)成果被我國真空界資深專家譽(yù)為“一旦實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，將是真空獲得技術(shù)的突破”。國際知名廠商BALZERS（德）、VARIAN（美）、ALCATEL（法）、EDWARDS（英）等對此項(xiàng)成果都給予了充分肯定。1999年，儲(chǔ)教授改進(jìn)、完善了該泵的結(jié)構(gòu)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(jī)）。雙重拖動(dòng)分子泵剛一現(xiàn)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(xiàng)目加以推介，國內(nèi)外幾十家廠商對合作開發(fā)該項(xiàng)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(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。2006年，儲(chǔ)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(tái)分子增壓泵產(chǎn)品樣機(jī)。該泵的問世成為盛舉，并開創(chuàng)了多項(xiàng)世界第一：世界上第一臺(tái)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(shè)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(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，30年的經(jīng)歷刻錄了儲(chǔ)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(zhuǎn)子　　傳統(tǒng)分子泵的渦輪轉(zhuǎn)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(kuò)散泵和分子泵3大類組成。我國對真空泵的需求呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢，2008年，我國羅茨泵、擴(kuò)散泵和分子泵的銷售量合計(jì)為1.2萬臺(tái)。

分子增壓泵測試現(xiàn)場照片

　　2008年，第十屆中國國際高新技術(shù)成果交易會(huì)上，分子增壓泵憑借著顯著的節(jié)能效果、極其清潔的真空質(zhì)量、顯著的經(jīng)濟(jì)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(jiǎng)”。儲(chǔ)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(yīng)用不僅具有可觀的市場前景，同時(shí)帶來的巨大社會(huì)效益也是難以估量的。分子增壓泵現(xiàn)已成功用于十余個(gè)不同的真空用領(lǐng)域，取得了顯著降低能耗、大幅度提高產(chǎn)品質(zhì)量、顯著提高經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)異成績。

　　在節(jié)能方面， 分子增壓泵能耗極低，僅為羅茨泵的15%、擴(kuò)散泵的20%、分子泵的50%！按我國在用羅茨泵、擴(kuò)散泵和分子泵10萬臺(tái)，平均每臺(tái)節(jié)能3kW計(jì)算，分子增壓泵全面推廣后，年節(jié)電達(dá)30億度。其中，僅大型蒸發(fā)鍍膜設(shè)備，全國在用設(shè)備約5000套，這些設(shè)備若全部改造，年節(jié)電將超過10億度！清潔真空（即無油蒸汽污染的真空）是真空質(zhì)量的最高境界，儲(chǔ)教授的分子增壓泵正是向該境界沖擊取得的碩果。