Vacuümsystemen

Vacuümsystemen zijn installaties die bedoeld zijn om een ruimte onder lage druk te brengen en te behouden. Door het aantal gasmoleculen te verminderen, dalen de moleculaire botsingen en kunnen processen en metingen plaatsvinden die bij atmosferische druk niet mogelijk zijn. Ze spelen een cruciale rol in wetenschappelijk onderzoek, industriële productie en laboratoria, waar toepassingen variëren van vacuümdepositie en droogprocessen tot analyses en halfgeleiderfabricage.

De belangrijkste componenten zijn een vacuümkamer, een pompinstallatie (een hoofd- en backingpomp voor verschillende drukbereiken), afdichtingen en kleppen, en meet- en regelapparatuur zoals vacuümmeters (Pirani- en Penningmeters) en soms een residual gas analyzer. De keuze van materialen (vaak roestvrij staal, aluminium en koper) en een zorgvuldige oppervlakteafwerking met bake-out beperken uitgassing en contaminatie. Bij een vacuümsysteem wordt vaak ook rekening gehouden met lekkages, conductie en het onderhoud van een schone omgeving.

Pomptechnologieën variëren per vacuumniveau. Voor ruwe vacuüm worden mechanische pompen toegepast, zoals roterende vlinder- of scrollpompen. Voor hoog vacuüm komen turbomoleculaire pompen of diffusiepompen in beeld, meestal in combinatie met een backingpomp. Voor ultrahoog vacuüm kunnen ionpompen, cryopompen en getterpompen worden ingezet. Het opbouwen en behouden van de gewenste druk vereist zorgvuldige afdichting, juiste pompwerking en regelmatige lekpreventie.

Toepassingen zijn onder meer vacuümdepositie (PVD/CVD), halfgeleiderfabricage, elektronensmicroscopie, spectroscopie en moleculaire analyses, vacuümdistillatie en droogprocessen, verpakkingstechnologie en medische of farmaceutische apparatuur. Ontwerpkeuzes omvatten onder meer snelheid, conductantieverlies, uitgaslimieten en onderhoudsintervallen.