Vacuümomstandigheden

Vacuümomstandigheden verwijzen naar de toestand waarin de druk in een afgesloten ruimte aanzienlijk lager ligt dan de atmosferische druk, waardoor het aantal aanwezige gasdeeltjes sterk afneemt en gasgedrag deels moleculair wordt. In de vakterminologie wordt onderscheid gemaakt tussen verschillende niveaus van vacuüm: rough of low vacuum (rond atmosferische druk tot ongeveer 1 mbar), medium vacuum (ongeveer 1 mbar tot 10^-3 mbar), high vacuum (ongeveer 10^-3 mbar tot 10^-9 mbar) en ultra-high vacuum (onder circa 10^-9 mbar). De grenswaarden kunnen per bron licht variëren.

Vacuüm wordt gecreëerd met een combinatie van pompen en het ontwerp van de ruimte. Vaak wordt gestart met een roughing-pomp (mechanische of diafragmatische pomp) om de druk van atmosferisch naar ongeveer 1 mbar te brengen. Daarna worden turbomoleculaire pompen of diffusie-pompen ingezet om lagere drukken te bereiken. Voor high- en ultra-high vacuum worden aanvullende pompen toegepast, zoals ionenpompen, cryopompen en getterpompen. Het selecteren van materialen en afdichtingen is cruciaal; metalen behuizingen, O-ringen en metalen afdichtingen (zoals brazed seals) worden vaak gebruikt, en het vermijden van uitgasolie is gebruikelijk. Een bake-out kan helpen om uitgas te verminderen door oppervlakken te ontdoen van adsorbeerbare gassen.

Gauges meten de druk: bijvoorbeeld Pirani- of thermokoppelgauge voor ruwe tot middelhoge vacuümbereiken; capacitieve manometers voor hoge vacuümbereiken; en ionisatie- of Penninggauge voor extreem lage drukken.

Belangrijke aandachtspunten zijn lekdichtheid, uitgas van oppervlakken en de aanwezigheid van residuën. Toepassingen bevinden zich onder meer in vacuümcoatings (PVD, CVD), de halfgeleiderindustrie, elektronmicroscopie, massaspectrometrie en vacuumdistillatie.