Un sistema di vuoto è progettato per creare e mantenere uno spazio con una pressione di gas ridotta. Questa pressione è significativamente inferiore alla pressione atmosferica. Il sistema ottiene questo risultato rimuovendo o spostando le molecole di gas da uno spazio confinato, creando così il vuoto.
4 fasi chiave spiegate
1. Fasi della creazione del vuoto
Fase iniziale di sgrossatura
Il processo inizia con una pompa di sgrossatura. Questa pompa funziona a pressione atmosferica fino a diversi Pascal. Viene utilizzata quando la camera è a pressione atmosferica. Il suo ruolo è quello di ridurre rapidamente la pressione a un livello gestibile.
Fase di alto vuoto
Una volta che la pressione è sufficientemente ridotta, si utilizza una pompa per alto vuoto. Può trattarsi di una pompa a diffusione o turbomolecolare. Queste pompe raggiungono pressioni dell'ordine di un miliardesimo di Pascal. Sono progettate per gestire pressioni molto basse e sono in genere collegate in serie con la pompa di sgrossatura.
2. Tipi di pompe per vuoto
Pompe a spostamento positivo
Queste pompe funzionano intrappolando meccanicamente un volume di gas e poi espellendolo dalla camera. Sono efficaci per creare vuoti medi e bassi.
Pompe a trasferimento di quantità di moto
Utilizzano l'energia cinetica di un fluido o di un dispositivo meccanico per spingere le molecole di gas fuori dalla camera. Creano una regione a bassa pressione.
Pompe a intrappolamento
Catturano le molecole di gas attraverso processi come la condensazione, la sublimazione o la ionizzazione. Sono utilizzate per vuoti molto elevati.
3. Controllo e manutenzione del vuoto
I sistemi per il vuoto sono dotati di varie valvole e manometri. Questi controllano il flusso di gas e monitorano la pressione all'interno della camera. La corretta sequenza di queste valvole è fondamentale per evitare il riflusso di oli e altri contaminanti nella camera.
Il sistema comprende anche trappole e pompe di mantenimento. Queste mantengono una bassa pressione sulla prima linea della pompa di diffusione. Ciò garantisce l'integrità del vuoto.
4. Applicazioni e vantaggi
La creazione del vuoto consente di realizzare diverse applicazioni. Tra queste, il rivestimento a film sottile, i forni a vuoto e gli acceleratori di particelle. L'ambiente a bassa pressione riduce al minimo la contaminazione e aumenta i tassi di evaporazione termica. Ciò lo rende ideale per composizioni chimiche precise e film sottili specializzati.
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