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Vakuumtechnik - Technik.

Publié le 11/06/2013

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Vakuumtechnik - Technik. 1 EINLEITUNG Vakuumtechnik, Verfahren und zugehörige technische Gerätschaften auf folgender Grundlage: Verbleibende Moleküle, Atome und alle von diesen stammende elektrisch geladene Teilchen, wie Ionen und Elektronen, können sich freier in einem geschlossenen Gefäß bewegen, wenn die gesamte Gasmenge in diesem Gefäß verringert wird. Diese Bewegungsfreiheit ist der Erniedrigung des Gasdruckes proportional. 2 ENTWICKLUNG Geringe bis mittlere Vakua werden seit dem späten 19. Jahrhundert in Haushaltsgeräten wie Vakuumflaschen und Staubsaugern benutzt. Die Vakuumtechnologie kommt ebenfalls zum Einsatz bei der Destillation von Schmierölen aus Petroleumresiduen und beim Abpumpen von Luft aus Glühbirnen. Vor dem 2. Weltkrieg wurden Hochvakuummethoden, mit denen sehr gute Vakua erzielt wurden, fast ausschließlich in Forschungslabors genutzt, eine Ausnahme war lediglich die Produktion von Vakuumröhren. Während des Krieges entstanden Techniken zur optischen Beschichtung von Linsen mit extrem dünnen Filmen von Magnesiumfluorid mit Hilfe der Vakuumtechnik. Dieses Verfahren verbessert die optische Qualität der Linsen, indem Lichtreflexe unterdrückt werden. Hochvakuumtechnik wird auch zur molekularen Destillation von Fischfetten bei der Herstellung von Vitamin-A-Konzentrat herangezogen sowie bei der elektromagnetischen Abscheidung von Uran 235 von dem häufigeren Isotop des Urans, mit dem es von Natur aus verbunden ist. 3 EINSATZ Eines der wichtigsten Einsatzgebiete der Vakuumtechnik in jüngerer Zeit ist das großindustrielle Tiefgefrieren. Unter Vakuumbedingungen wird die Verdunstung von Wasser sehr stark beschleunigt, deshalb kommt dieses Verfahren für die Gefriertrocknung von Nahrungsmitteln zur Anwendung (siehe Lebensmittelverarbeitung und Konservierung). Das in den Lebensmitteln enthaltene Wasser wird verdampft und entzieht ihnen dabei so viel thermische Energie (Verdampfungskälte), dass sie schockartig durchgefroren werden. Im Hochvakuum verdampftes Metall wird benutzt, um Kunststoffe oder andere Gegenstände mit einer Metallschicht zu überziehen, die den Gegenständen ein hochwertiges metallisches Aussehen ve...

« zunutze, dass die Wärmeleitfähigkeit eines Gases der Anzahl der vorhandenen Gasmoleküle – also dem absoluten Druck – proportional ist.

Es umfasst den Messbereich voneinem Millibar bis 10 -6 Bar.

Der Messbereich des Ionisationsvakuummeters reicht von Atmosphärendruck bis zu 10 -6 Bar.

Hochvakuum wird über einen elektrischen Entladungsstrom des ionisierten Gases gemessen, das man erhält, wenn man die Gasmoleküle mit Elektronen beschießt.

Die beiden Messgeräte, die sich diese Grundlagezunutze machen, sind das Heißkathoden- und das Kaltkathoden-Entladungsvakuummeter.

Das Erstere deckt einen Messbereich von 10 -4 bis 10 -14 Bar, Zweiteres den Bereich von 10 -5 bis 10 -10 Bar ab.

Wenn das Vakuum in den Bereich des Ultrahochvakuums kommt, wird die Messung des Druckes zunehmend komplizierter.

Drücke von 10-15 Bar und weniger werden mit speziell für diese Zwecke geeigneten Massenspektrometern gemessen.

Alle Vakuummeter, die sich für ihre Messungen auf Wärmeleitung oder Gasionenentladung stützen, sprechen auf verschiedene Gase unterschiedlich an; folglich werden sie gewöhnlicherweise gegen trockene Luft kalibriert, wobei einMcLeod-Vakuummeter als Referenznormal dient. Pumpen, Ventile, Arbeitsschritte und Druckschutzschleusen werden mittels elektrischer Baugruppen gesteuert, die in einer Steuereinheit in der Nähe der Vakuumapparaturuntergebracht sind.

Die Steuerung kann von Hand oder durch einen Computer erfolgen.

Dampfsperren und Kühlfallen werden vielfach in den vakuumseitigen Rohrleitungeneingesetzt, um unerwünschte Rückströmungen einzelner Gasmoleküle von den Pumpen in die Arbeitskammer zu verhindern.

Es gibt zwar Systeme, die beiUmgebungstemperatur arbeiten, die meisten aber werden auf die Temperaturen von Trockeneis oder Flüssigstickstoff heruntergekühlt, so dass sich die Gasmoleküle an denOberflächen niederschlagen.

Andere Bestandteile von Vakuumsystemen sind Ventile, Rohrleitungen und -verbindungen, die leckfrei, also völlig gasdicht beschaffen seinmüssen. Siehe auch Luftkompressor Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation.

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