F70 Vakuum und Mechanik Christina Schwarz Martin-I. Trappe
Entwicklung der Vakuumtechnik
Freie Weglänge mittlere Strecke zwischen zwei Zusammenstößen Faustformel für Luft: Beispiel:
Strömungen viskose Strömung: 2·r·p ≥ 0.5 mbar·cm [→ Hagen-Poiseuille] Molekularströmung: 2·r·p ≤ 0.01 mbar·cm Knudsen Strömung: dazwischen
Saugvermögen Definition: (gemessen beim Druck an der Saugseite)
Beispiel zur Saugleistung Unterschied zwischen und : Pumpe 1 (arbeitet bei ): Pumpe 2 (arbeitet bei ):
Widerstand eines Rohres Definition: (Ohmsches Gesetz) Leitwert: Kirchhoff‘sche Regeln: analog E-Lehre L proportional zu O( ) [→ möglichst dicke Leitungen verwenden]
Pumpen Verdrängerpumpen Treibmittelpumpen Molekularpumpen Sorptionspumpen Kryopumpen
Drehschieberpumpe
Pumpen Verdrängerpumpen Treibmittelpumpen Molekularpumpen Sorptionspumpen Kryopumpen
TMP
Pumpen Verdrängerpumpen Treibmittelpumpen Molekularpumpen Sorptionspumpen Kryopumpen
Messgeräte Flüssigkeits-Vakuummeter mechanische Vakuummeter Wärmeleitungs-Vakuummeter Ionisations-Vakuummeter
Röhrenfeder-Vakuummeter
Messgeräte Flüssigkeits-Vakuummeter mechanische Vakuummeter Wärmeleitungs-Vakuummeter Ionisations-Vakuummeter
Glühkathoden-Vakuummeter
Kriterien für Vakuumapparaturen Dampfdruck [Öl, Kleber] Schmelzpunkt [kein Messing] eingeschlossene Gase [Schweißstellen] kompakte Versuchsaufbauten [wenige Schläuche, dicke Leitungen, Pumpen direkt an der Vakuumkammer]
Versuchsdurchführung Drehschieberpumpe Drehschieber- und Turbomolekularpumpe Saugvermögen der Turbomolekularpumpe Leitwert von Rohr und Blende Lecksuche
Drehschieberpumpe
TMP mit Vorpumpe Druck im Rezipienten: Druck im Rezipienten nach 20 h:
Saugvermögen der TMP Saugvermögen hängt vom Druck im Rezipienten ab.
Schaubild Saugvermögen (Druck)
Leitwert von Rohr und Blende
Schaubild Leitwerte (Druck)
Lecksuche bedeutender Teil der Vakuumtechnik Lecktypen: - Echte Lecks (Risse, Löcher)
- Pseudolecks (Desorption von Gasen)
Leckrate - Beispiel Fahrradschlauch:
- Bei einer Leckrate von
- → 317 Jahre für Druckabfall von 1 bar
Gegenstrom-Lecksuche
Anwendungen der Vakuumtechnik Lebensmittelindustrie Fernsehröhre Beschichtungen [Optik, Halbleitertechnik] - z.B. Aufdampfen, Sputtern
Fusionsforschung Teilchenbeschleuniger
Sputtern
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