Ultra yüksek vakum pompalarının koşulları ve uygulamaları nelerdir? 21 Ekim 2022
4 MIN READ
Yüksek performanslı vakum ekipmanları, çok çeşitli endüstrilerde ve bilimsel araştırma alanlarında temel bir unsurdur. Birçok endüstri ve akademik araştırma alanı, başarılı olmak için farklı vakum seviyelerine ihtiyaç duyar. Bu blog, hem yüksek vakumlu (HV) hem de ultra yüksek vakumlu (UHV) ekipmanlara dayanan birçok endüstri ve bilimsel alana odaklanacaktır.
Bu sistemlerin etkili bir şekilde çalışması için son derece düşük basınç gerektiğinden, yalnızca en gelişmiş vakum ekipmanı türleri bu sistemlerin çalışması için gerekli vakum koşullarını oluşturabilir.
Yüksek ve ultra yüksek vakum nedir?
Yüksek vakum ve ultra yüksek vakum, vakum haznesinde mevcut olan basınçla tanımlanır. HV ve UHV sınıflandırması kaynağına göre değişkenlik gösterse de, yüksek vakum genellikle 10-3 ile 10-7 mbar arasındaki bir basınç aralığı olarak kabul edilir ve ultra yüksek vakum ise 10-7 mbar'ın altındaki bir basınç aralığı olarak kabul edilir.
Bunlar günlük yaşamda önemsiz farklar gibi görünse de, gerçekte çok düşük basıncın çok sayıda endüstriyel proses, mühendislik tekniği ve bilimsel deney için çok önemli olduğudur. Bu nedenle, hem HV hem de UHV ekipmanlarının birden fazla sektör ve bilimsel disiplinde çok sayıda önemli uygulaması vardır.
Yüksek ve ultra yüksek ortamların avantajları nelerdir?
HV ve UHV koşullarının iki ana avantajı vardır. Bunlardan en büyükleri, hem yüzeylerde hem de haznenin vakumunda kontaminasyonun en aza indirilmesidir. Hiçbir yüzey tamamen kontaminasyonsuz hale getirilemezken, ultra yüksek vakumla üretilen son derece düşük basınçlar kontaminasyonu, yüzeylerin gerekli deneyleri gerçekleştirmek için yeterince uzun süre pürüzsüz koşullarda kalabileceği bir seviyeye kadar en aza indirir.
HV ve UHV koşullarının diğer temel avantajı, çok sayıda vakum uygulamasında bulunan artık gaz ve partikül ışınları arasındaki etkileşimleri sınırlamaktır. Bu etkileşimlerin sınırlandırılması, genellikle elektronlar veya diğer iyonlar gibi partiküllerin vakumdaki ortalama serbest yolunun artırılması olarak da adlandırılabilir.
Görünüşe göre olmasa da hava özellikle bir elektron açısından oldukça kalındır. Normal atmosferik basınçta bir elektron sadece yaklaşık 50 nanometre hareket edebilir, bu da başladığı anda neredeyse durduğu anlamına gelir. Ortalama serbest yolu birkaç metrelik daha kullanışlı bir mesafeye çıkarmak için sistemdeki basıncın 10-4 ila 10-6 mbar aralığında olması gerekir.
Yüksek ve ultra yüksek vakum uygulamaları
UHV ekipmanının en yaygın uygulama örneklerinden bazıları, temel yüzey analizi gerçekleştirmek için yüzey alanı kontaminasyonunun azaltılmasını gerektiren tekniklerdir. X-ray fotoelektron spektroskopisi gibi farklı spektrometri, spektroskopi ve mikroskopi türleri, Helezon elektron spektroskopisi, ikincil iyon kütle spektrometrisi ve taramalı tünel mikroskopisinin tümü, belirli bir malzemenin kimyasal bileşimini ve yapısını doğru bir şekilde tanımlamak için kontamine olmayan yüzey alanları gerektirir. Gerekli dekontaminasyon seviyesine sadece çok düşük basınçlarla ulaşılabilir.
Işın-gaz etkileşimlerinin azaltılması da bu tekniklerin çoğu için önemlidir. Örneğin, X-ışını fotoelektron spektroskopisinde, bir X-ışını ışını malzemeye odaklanır. Bu yüksek enerjili fotonlar, elektronları malzemeden vurarak çıkarır. Elektronların bir dedektöre ulaşmak için en az bir metre, bazen de daha fazla mesafe katetmesi gerekir. Vakum, bu elektronlara dedektöre ulaşmak için gerekli ortalama serbest yolu sağlamak için çok önemlidir.
Bazı endüstriyel prosesler, bir kez daha ışın-gaz etkileşimini azaltma avantajları için HV ve UHV gerektirir. Bunun bir örneği elektron ışını kaynağıdır. Bu HV uygulamasında, birleştirilmesi gereken iki malzemeye yüksek enerjili bir elektron ışını uygulanır. Elektronların kinetik enerjisi darbe sırasında ısıya dönüştürülürken malzemeler eriyip birlikte akıyor.
Hem yüksek hem de ultra yüksek vakumların fizik alanında ek uygulamaları vardır. Örneğin, partikül hızlandırıcılar (CERN'deki Büyük Hadron Çarpışması gibi), ışın-gaz etkileşimlerini azaltmak ve dış ortamdan gelen paraziti en aza indirmek için ultra yüksek vakum koşulları gerektirir. Bu, yerçekimi dalga dedektörleri gibi deneysel fizikteki diğer araçlar için de geçerlidir.
HV ve UHV koşulları havacılık mühendisliği, biyomedikal teknolojiler, analitik cihaz üretimi, kütle spektroskopisi alanlarında da yüksek talep görmektedir, elektron mikroskobisi, uzay simülasyonu, kaplama ve tıbbi tanılama ekipmanı.
Yüksek, Ultra Yüksek ve Aşırı Yüksek Vakum: Temel bilgiler
Yüksek, ultra yüksek veya aşırı yüksek vakumla çalışma ve nelerin dikkate alınması gerektiğini anlamak için e-Kitabımızı indirin.
- Ürünlerimiz
- Teknik dokümanlar
- İlgili bloglar
