unterdruck

Unterdruck bezeichnet einen Druckzustand, in dem der Druck in einem System niedriger ist als der Umgebungsdruck. In der Praxis wird oft zwischen dem relativen Unterdruck (Gauge-Druck), der als Differenz zum Umgebungsdruck angegeben wird, und dem absoluten Druck unterschieden, der gegen das Vakuum gemessen wird. Ein Druck, der deutlich unter dem Atmosphärendruck liegt, wird als Vakuum bezeichnet; je kleiner der absolute Druck, desto stärker der Unterdruck.

Druckwerte werden in Pascal (Pa) oder in Bar, Torr usw. angegeben. Der Umgebungsdruck auf Meereshöhe beträgt etwa 101325 Pa. Unterdruckbereiche reichen von grobem Unterdruck bis Hochvakuum; je geringer der Druck, desto geringer die Gasdichte und desto größer die mittlere Molekülbahn. Realer Vakuumbereich reicht von grobem Unterdruck über mittleren bis hin zu Hochvakuum und Ultrahochvakuum.

Unterdruck entsteht durch Entzug von Gas durch Pumpen oder andere Drucksenkungstechniken. Typische Vakuumpumpen umfassen mechanische Pumpen, Turbomolekularpumpen, Diffusionspumpen und deren Kombinationsformen. Die Druckmessung erfolgt mit Manometern oder Vakuumgauge. In der Praxis werden Vakuumsysteme je nach erreichbarem Druck in Bereiche wie grobes Unterdruck, mittleres Unterdruck, Hochvakuum und Ulrahochvakuum eingeteilt.

Unterdruck beeinflusst physikalische Prozesse: Bei sinkendem Druck steigt die mittlere Bahngeschwindigkeit der Moleküle, Flüssigkeiten sieden bei geringerem Druck bereits bei niedrigeren Temperaturen, und gasgefüllte Systeme verhalten sich anders als bei Normaldruck. Anwendungen finden sich in der Wissenschaft (Vakuumkammern, Elektronenmikroskopie), in der Industrie (Vakuumbeschichtung, Vakuumpackung, Halbleiterfertigung) sowie in der Medizin (negative Drucktherapie).

Sicherheit und Betrieb erfordern Dichtheit, Lecksuche und geeignete Materialien, da Lecks, Outgassing oder strukturelle Versagen den Unterdruck unvermittelt beenden können.