Технический вакуум и способы его получения

Научный прогресс за последние столетия шагнул так далеко, что на сегодняшний день для исследователей нет практически ничего невозможного. В процессе экспериментов для точного анализа свойств того или иного материала нередко приходиться использовать технический вакуум. Впервые он потребовался для создания электронный ламп. Со временем сфера его применения расширилась, в частности, на сегодняшний день он незаменим для проведения исследований, позволяющий выяснить свойства тех или иных материалов при критических условиях.

Для чего нужно создание разреженной среды?

Разреженная газовая среда необходима, в первую очередь, для проведения научных исследований, именно это и послужило толчком к развитию и совершенствованию способов получения технического вакуума. Ученых, прежде всего, интересует воздействие разреженной среды на работу механизмов и устройств, которые создаются специально для работы в критических условиях. Технических вакуум является одним из обязательных компонентов исследований практически во всех отраслях современной науки:

• в физике его используют для изучения поверхностных явлений, тепловых процессов, ядерных реакций;
• в химической промышленности он необходим для изучения свойств чистых веществ, скорости реакций и создания синтетических материалов;
• в приборостроении он незаменим при создании электронной техники, в частности, осветительных приборов, газоразрядных устройств, полупроводников, диэлектриков и оптических зеркал;
• в металлургии используется при плавке металлов для придания им высокой механической прочности и введения в них новых компонентов;
• с его помощью получают искусственные кристаллы алмаза, сапфира и рубины;
• в космической промышленности с помощью вакуума моделируют среду для испытания спутников и ракет.

Также технический вакуум нашел свое применение в пищевой промышленности и строительстве, и, как предполагают специалисты, это далеко не предел.

Методы получения вакуума

• Диффузионные. Их рабочим веществом является ртуть или масло. После нагрева пары ртути поднимаются вверх по трубкам, увлекают за собой молекулы газа. Однако этого недостаточно, поэтому для создания разреженной среды дополнительно используются «ловушки», наполненные алюмогелем. Эти устройства эффективны для всех типов газов, но они нуждаются в постоянном техническом обслуживании.


• Крионасосы. Создание вакуума происходит за счет процессов сорбции молекул при криогенных температурах: молекулы газа приникают в охлаждаемые поверхности, тогда как внутри устройства начинается процедура криоконденсации. Такое оборудование идеально подходит для ситуаций, когда скорость выполняемых действий является критичной.


• Турбомолекулярные. Лопасти ротора устройства разгоняются до скорости движения молекул газа, за счет чего частицы «выталкиваются» из камеры.

Реже для создания технического вакуума используются геттерно-ионные, сублимационные и магнитные электроразрядные насосы. На сайте компании MSH Techno представленные различные модели вакуумных насосов — здесь вы можете подробнее узнать о приборах, помогающих поддерживать разреженную среду.

Измерение и поддержание вакуума

В ходе исследований необходимо тщательно контролировать и измерять состояние разреженной среды. Степень вакуума определяется количеством вещества, которое осталось в системе после откачки воздуха. Для измерения уровня разреженности используются специальные датчики — на сегодняшний день существует около двух десятков измерительных приборов, которые отличаются по диапазону измеряемых давлений и принципу действия.

Существуют датчики, предназначенные для непосредственного интегрирования в систему, приборы другого типа выдают результаты, основываясь на уровне силы, силы, воздействующей на мембраны насосов. Среди них выделяются:

• вакуумметры;
• пружинные манометры;
• мановакууметры.

Измерения уровня разреженности в области очень низких давлений существенно затруднено, поэтому в данном случае используются косвенные методы расчетов, в частности, основанные на применении тлеющих газовых разрядов.

Для поддержания необходимого уровня разреженности вакуумные насосы оснащаются специальными контрольными системами. Таким образом, если вам необходимо поддерживать вакуум на протяжении длительного времени, стоит выбирать максимальное мощное оборудование. Это позволит гарантировать точность результатов исследований.