Vacuümbereiken

Vacuümbereiken is het proces en de toestand waarin een ruimte een druk aanzienlijk lager dan de atmosferische druk bereikt, zodat er weinig gasmoleculen aanwezig zijn. Het begrip wordt gebruikt voor zowel het doel van het proces (het creëren van een vacuüm) als de uiteindelijke toestand. De vacuümkwaliteit wordt uitgedrukt in drukken zoals pascal (Pa) of torr, en men onderscheidt verschillende niveaus: ruim vacuüm, hoog vacuüm en extreem hoog (ultra-high) vacuüm, afhankelijk van de behaalde druk.

Technieken en apparaten: Vacuüm wordt bereikt met pompen en systemen die moleculen uit de ruimte verwijderen. Mechanische pompen leveren initiële drukreductie; turbomoleculaire pompen en ionenpompen brengen het systeem verder tot diepere vacuümniveaus; cryopompen gebruiken lage temperaturen om gas te vangen. Het ontwerp van de vacuümruimte, met zorgvuldige materiaalkeuze en afdichtingen, helpt onbedoelde uitgas te beperken. Vacuümmeters zoals Pirani-, Penning- en ionengegers monitoren de druk en de toestand van het systeem.

Toepassingen: Vacuümbereiken is essentieel in de halfgeleiderindustrie voor deposition en zuivering, in onderzoek naar oppervlakte- en materiaalkunde, elektronemicro- en spectroscopie, vacuümverpakking van voedsel en vacuümdistillatie in chemische verwerking, en in coatingtechnologie zoals sputterdepositie.

Geschiedenis en ontwikkelingen: De wortels liggen in de 17e eeuw met experimenten van Torricelli en Boyle. De betrouwbare beheersing van lage druk ontwikkelde zich verder in de 20e eeuw dankzij geavanceerde pompen en chamber-technologie. Moderne systemen bereiken ultrahoog vacuüm (UHV) en vereisen aandacht voor uitgegast materiaal, maximale lekkagevrijheid en veiligheidsaspecten in het ontwerp en gebruik.