Vacuümtechnologie

Vacuümtechnologie is de tak van de techniek die zich bezighoudt met het creëren en behouden van een ruimte met zeer lage druk door het verwijderen van gas uit een afgesloten ruimte. Een vacuüm vermindert de aanwezigheid van moleculen, waardoor processen zoals sputtering, deposities en fasetransport onder gecontroleerde omstandigheden kunnen plaatsvinden. De discipline omvat zowel het ontwerp van vacuümsystemen als de selectie van pompen, leidingen, afdichtingen en meetinstrumenten.

Vacuüm wordt doorgaans onderverdeeld in categorieën op basis van druk: ruim vacuüm, hoog vacuüm en ultrahoog vacuüm. De productie van vacuüm berust op meerdere principes, waaronder mechanische pompen die gas meevoeren, turbomoleculaire pompen die moleculen uitsnijden via hoge rotatiesnelheden, en gespecialiseerde pompen zoals ionenpompen en cryogene pompen. De druk wordt gemeten in eenheden als pascal, bar en torr, en vaak in mbar of 10^-antwoordenwell. (Let op: in vakliteratuur worden numerieke grenzen verschillend gehanteerd; de classificatie is indicatief.)

Belangrijke onderdelen van een vacuümsysteem zijn de vacuümkamer, afdichtingen en kleppen, buisleidingen en meet- en regelapparatuur zoals Pirani-, cold cathode- en Bayard–Alpert-gauges. Uitlaatmaterialen moeten geringe uitgassing vertonen; veelal worden bake-out en selectieve materialen toegepast bij strengere vereisten (bijv. ultrahoog vacuüm). Typische toepassingen omvatten halfgeleiderfabricage en spuit- of chemische afzetting, elektronenmicroscoop- en massa-spectrometre-analyses, ruwstoffers voor oppervlaktestructuuranalyse en vacuümcoating.

Toepassingsgebieden brengen uitdagingen met zich mee, zoals lekkages, vervuiling en uitgas van componenten. Veilige en betrouwbare systemen vragen om goede sealingskeuzes, passende materialen en regelmatig onderhoud.