Uitgassing

Uitgassing is het proces waarbij gasvormige deeltjes vrijkomen uit materialen, vooral onder vacuüm of bij lage druk. De vrijgekomen gassen kunnen afkomstig zijn van vocht, opgeloste gassen, of koolwaterstoffen die aan het oppervlak zijn gebonden of in de bulk van het materiaal aanwezig zijn. Uitgassing bepaalt mede hoe laag de draagdruk van een vacuümsysteem kan zijn en is daarom van cruciaal belang in vakgebieden zoals halfgeleiderfabricage, elektronendetectie en ruimtevaart.

De belangrijkste mechanismen zijn desorptie van adsorbeerde gassen (zoals water) op oppervlakken, diffusie van gassen uit de bulk van het materiaal en uit afgebroken of ongepolymeriseerde componenten in polymersystemen. Desorptie versnelt bij verhitting en bij aanwezigheid van vacuüm doordat deeltjes minder geneigd zijn vast te zitten aan het oppervlak. Ook chemische reacties op het oppervlak kunnen leiden tot vrijlating van gasvormige producten.

Meting van uitgassing gebeurt vaak met de uitgasstroom of rate-of-rise methode. De uitgassoing wordt uitgedrukt als een uitgassoinsnelheid q'' (bijvoorbeeld in mbar·L/(s·cm²)) of via de drukstijging in een afgesloten kamer. De waarden variëren sterk per materiaal en behandelingsniveau; na bake-out kan de uitgassoing aanzienlijk dalen.

Beheersing richt zich op materiaalkeuze, reiniging en oppervlaktebehandeling. Doelen zijn onder meer het voorkomen van vochtopname, het verwijderen van vluchtige organische verbindingen en het verlagen van diffussie van gassen uit de bulk. Bake-out, opslag onder vacuüm of inert gas, en het gebruik van getters helpen bij het beperken van uitgassing.

Toepassingen omvatten vacuümsystemen in onderzoek en industrie, semiconductorfabricage, elektronenmicroscopie en ruimtevaart, waar gecontroleerde uitgassing bijdraagt aan betrouwbaarheid en prestatie.