Gasausgasung

Gasausgasung, oft auch als Outgassing bezeichnet, ist der Freisetzungsprozess von Gasen, die in oder auf Materialien gespeichert, adsorbiert oder gelöst sind. Unter Vakuumbedingungen oder bei Temperaturerhöhung treten diese Gase aus dem Material in den Umraum über. Gasausgasung bildet eine wesentliche Quelle von Gasbeladung in Vakuumsystemen und kann die Residualgaszusammensetzung beeinflussen, Kontaminationen verursachen und die Erreichung bzw. Erhaltung niedriger Druckwerte erschweren.

Ursachen sind Desorption von Adsorbaten (physikalische Desorption) oder Diffusion gelöster Gase, sowie chemische Umsetzungen oder Sublimation von flüchtigen Verbindungen. Typische Quellen sind Kunststoffe, Harze, Klebstoffe, Dichtungen, Schmierstoffe, Lacke und Beschichtungen sowie Oberflächen, die Feuchtigkeit oder organische Substanzen adsorbiert haben. Bereits fertige Bauteile können vor dem Einsatz Gase freigeben, insbesondere bei Erwärmung oder längerer Lagerung unter Vakuum.

Die Gasausgasung wird typischerweise durch Messung des Druckanstiegs im Vakuum oder durch Restgasanalysatoren (RGA) charakterisiert. Der Outgassing-Wert wird oft als ausflussendes Gasvolumen pro Zeit und Fläche angegeben (z. B. Torr·L·s⁻¹·cm⁻²). In der Raumfahrt- und Halbleitertechnik kommen standardisierte Prüfungen zum Einsatz, wie das NASA-E-595-Verfahren zur Bewertung von Raumfahrtmaterialien oder entsprechend normative Materialien- und Vakuumtests in ISO-/ASTM-Fachnormen.

Zur Reduktion der Gasausgasung werden Materialien mit geringer Outgassing-Tendenz bevorzugt, Bauteile vor dem Einsatz gebacken (Bake-out) und gründlich gereinigt; hermetische Dichtungen, getrocknete Schmierstoffe und geeignete Oberflächenbehandlungen wählen; regelmäßige Vakuumpflege, Sauberkeit und Vorstufen in der Fertigung verbessern die Vakuumqualität.

Gasausgasung ist besonders relevant für Hochvakuum-, SEM-, Raumfahrts- und Halbleiteranwendungen, wo Gasfreisetzung die Vakuumstabilität, Kontamination und die Leistungsfähigkeit empfindlicher Oberflächen beeinflusst.