Tyhjiöprosesseissa

Tyhjiöprosesseissa tarkoitetaan teollisia ja tieteellisiä menettelyjä, jotka toteutetaan vähentyneessä paineessa tai lähes täydellisessä tyhjiössä. Matala paine vähentää kaasujen ja höyryjen läsnäoloa, mikä mahdollistaa kontrolloidut olosuhteet reaktioille, pinnoitusmenetelmille ja materiaalien käsittelylle.

Tyypillisiä sovelluksia ovat ohuen kalvon valmistus (esim. fysikaalinen ja kemiallinen höyrystys, sputterointi), elektroni- ja optiikkavalmistus, electron beam -hitsaus, ionisaatio- ja massaspektrometria sekä tyhjiöpintaustekniikat kuten terminen vaiheenmuutos ja kovettaminen. Myös elintarvike- ja lääkealalla käytetään tyhjiöpakkausta ja kuivatusmenetelmiä, kuten lyofilisaatiota.

Keskeisiä komponentteja ovat tyhjiökammiot, erilaiset pumput (mekaaniset, turbomolekyyliset, diffuusiopumput), mittalaitteet paineen valvontaan ja materiaalien käsittelylaitteet. Tyhjiötasoja mitataan pascalseissa tai millibaarissa; prosessit vaativat usein puhtaita materiaaleja ja tiiviitä liitoksia, koska vuoto ja ulostyöntyminen (outgassing) heikentävät toimintaa.

Tyhjiöprosesseilla saavutetaan parempi puhtaus, tarkempi kontrolli ja mahdollisuus käsitellä herkempiä materiaaleja, mutta ne edellyttävät korkeaa investointia, huoltoa sekä erityistoimia turvallisuuden ja prosessin toistettavuuden varmistamiseksi. Haasteita ovat myös materiaalien yhteensopivuus, lämpöhallinta ja hallittavat saasteet sekä energiakustannukset.