Tyhjiöprosesseilla

Tyhjiöprosesseilla tarkoitetaan prosesseja, joissa työ- tai käsittelypaine pidetään erittäin alhaisena tyhjiössä. Tyhjiö vähentää kaasujen vaikutusta reaktioihin, estää hapettumista ja mahdollistaa kontrolloidut olosuhteet sekä pinnanlaadun parantamisen. Näin voidaan valmistaa ja käsitellä materiaaleja, joille normaalissa ilmakehässä syntyisi epäpuhtauksia tai liian nopeita reaktioita.

Keskeisiä tyhjiöprosesseja ovat:

- Höyrystys- ja sputteröintipohjaiset pinnoitteet (PVD)

- Kemialliset höyrystykset (CVD) sekä atomikerrospinnoitus (ALD)

- Tyhjiökuivaus ja pakastekuivaus (lyofilisaatio)

- Tyhjiöannealing ja tyhjiöjuottaminen/brazing sekä muut tyhjiöön liittyvät metallurgiset käsittelyt

Sovellukset kattavat useita aloja. Elektroniikassa tyhjiöprosesseja käytetään puolijohdepinnoitteisiin, ohutuviin kerroksiin ja ohjattuun materiaalin kasvattamiseen. Optiikassa ja laserteknologiassa tyhjiö mahdollistaa optisten pinnoitteiden, kuten antireflektiopinnoitteiden ja korkealaatuisten lasipinnoitteiden, valmistamisen. Lääketieteellisissä laitteissa tyhjiöprosesseja käytetään pinnoitteisiin ja sterilointiin liittyvissä vaiheissa. Lisäksi tyhjiö on tärkeä osa metallurgisia prosesseja, kuten nopea ja kontrolloitu valu- tai hitsaustapa sekä joustavat liitostekniikat.

Edut ja haasteet. Tyhjiöprosesseilla saavutetaan korkeampi puhtaus, parempi kerrospaksuuden ja tasaisuuden hallinta sekä vähäinen epäpuhtaushäviö. Haasteina ovat erikoislaitteiden korkeat kustannukset, prosessin energiankulutus sekä laitteiston ja huollon vaativuus. Kokonaisuutena tyhjiöprosessit mahdollistavat laadun ja suorituskyvyn parantamisen siellä, missä normaalissa ilmassa syntyvät rajoitukset rajoittavat tuloksia.