Nagyvákuum – betekintés a modern iparba

Nagyvákuum – még nem hallott róla, hogy hol van rá szükség? Itt betekintést nyerhet a (nagy)vákuum technológiába, amely nélkül a mai modern világunk nem így nézne ki.

Mi a (nagy)vákuum?

Légkörünkben 1013 mbar a nyomás – ha egy rendszerben lecsökkentjük a nyomást, akkor vákuumról beszélünk. Ezen belül több nyomástartományt különböztethetünk meg. Minél kisebb a nyomás, annál „nagyobb” vagy „jobb” lesz a vákuum. Különbséget kell tenni a vákuum (porszívó vagy vákuumcsomagolás), a durva vákuum (régi izzólámpa), a finom vákuum (fagyasztva szárítás), a nagyvákuum (elektroncsövek, elektronmikroszkópok), és az ultranagy vákuum között.

Nagyvákuum létrehozása

A vákuumot előállító szivattyúk ténylegesen nem szivattyúk, csak a nevük az. Pontosabban inkább kompresszorok. Ezek a szivattyúk a (vákuum)térből, a beléjük jutó levegőmolekulákat eltávolítják. Ennek eredményeként a kamrában a nyomás egyre alacsonyabb lesz. Nagyvákuum létrehozásához szükség van egy olyan rendszerre, ami két szivattyúból áll: előszivattyúból és egy úgynevezett turbomolekuláris szivattyúból. (lásd az ábrát)

A nagyvákuum sajátosságai

Az egyik jellemző paraméter a közepes szabad úthossz, amely alatt a gázrészecske által két ütközés közt megtett út átlagos hosszát értjük.

Emlékezzünk csak vissza – a vákuumszivattyúk igazából kompresszorok, amivel molekulákat tudunk eltávolítani a vákuumkamrából. Normál nyomás mellett a levegőmolekulák gyakran összeütköznek, mivel a közepes szabad úthossz nagyon rövid kb. 68 nm. Összehasonlításképpen: egy átlagos emberi haj mintegy 1000-szer vastagabb. Mivel a molekulák nagyon gyakran ütköznek egymással, még a kisebb csöveken és csatlakozókon át is gyorsan átáramlanak és ezáltal hamar elérik a szivattyút.

A nyomás csökkenésével egyre csökken a molekulák száma a vákuumkamrában és a közepes szabad úthossz nagyobb lesz. Nagyvákuum esetén ez 10 cm és 1 km között van. Emiatt a molekulák nagyon ritkán ütköznek egymással, és ahhoz, hogy gyorsan a szivattyúba juthassanak nagyon nagy átmérőjű szelepekre van szükség (lásd az ábrán). Ezért az SMC 160 mm névleges átmérő (belső átmérő) méretig ajánl megoldást.

Mikor van szükség nagyvákuumra?

Olyan termékekkel, amelyeket nagyvákuummal állítanak elő mindennapi életünk során találkozhatunk. Összeszedtünk Önnek néhány példát:

• Bevonatok: A gőzfázisból történő bevonat kialakítása csak nagyvákumban megy végbe. Ezt a technológiát mikrochipek, CD-k és DVD-k gyártásához használják. Itt fontos a rendkívül tiszta környezet, mivel a levegőmolekulák nagy problémát jelentenek.
• További példák: szerszámok bevonatolása, fóliák (élelmiszeripar, szemüvegek, autók, ékszerek, …)
• Elektronmikroszkóp: Fény helyett az elektronmikroszkóp elektronsugarat használ. Mivel az elektronok nagyon kis méretűek, a levegőmolekulák eltérítik őket – tehát a mikroszkóp működéséhez nagyvákuumra van szükség.
• Szivárgásvizsgálat: hűtőszekrények, léghűtők, hőszivattyúk, fékrendszerek, légzsákok stb. Sok terméknél van szükség szivárgásvizsgálatra, mivel bizonyos esetekben a szivárgások súlyos következményekkel járhatnak a biztonságunkra, egészségünkre és környezetünkre nézve. Ezeket a teszteket csak nagyvákuumban lehet elvégezni, mivel a legkisebb szivárgás sem megengedhető.
• Analitika: Az analitikára egy példa a tömegspektrométer. Ezzel a módszerrel megmérhető az atomok vagy molekulák tömege, miután ionizált gázfázisba kerültek. Ha a nyomás túl magas lenne, a mérendő ionok összeütköznének a levegő molekulákkal és nem jutnának a detektorba. Ráadásul nem lehetne szabad ionokat illetve elektronokat létrehozni és az eszköz élettartama is lerövidülne nagyvákuum nélkül.
• Felhasználási példák: Testben lévő anyagok vizsgálata az orvostudományban, bűnügyi technológiában, doppingvizsgálatokban, környezetszennyezéskor, hadi- és robbanóanyagok vizsgálatánál és sok más esetben.

Az SMC nagyvákuum szelepei kiváló minőségűek és magas élettartammal bírnak. A szelepek magas tömítettségi előírásoknak felelnek meg és kiváló korrózióállóság jellemzi őket. Itt találja meg az összes pneumatikus, elektromos és kézi működtetésű termékeinket nagyvákuumra.