Glossar der Vakuumtechnik
In unserem Glossar finden Sie Erklärungen von Begriffen, die in unserer "Tipp des Monats-Serie" vorkommen. Diese Liste erweitern wir ständig. Dadurch entsteht hier ein immer umfangreicheres Nachschlagewerk.
-
Absorption
Adsorption ist die Anreicherung von Stoffen aus Gasen oder Flüssigkeiten im Inneren eines Festkörpers.
-
Adsorption
Adsorption ist die Anreicherung von Stoffen aus Gasen oder Flüssigkeiten an der Oberfläche eines Festkörpers.
-
Analytik
Die Analytik ist ein Teilbereich der Chemie, der die Untersuchungstechniken zur Zusammensetzung von Stoffen umfasst.
-
ATH
"adixen Turbo Hybride Pump", Hybrid-Turbomolekularpumpe von adixen, mit Turbo- und Molekularstufe.
-
ATP
"adixen Turbo Pump", klassische Turbomolekularpumpe von adixen, ohne Molekularstufe.
-
Chromatographie
Die Chromatographie ist ein chemisches Verfahren, das die Auftrennung eines Stoffgemisches durch unterschiedliche Verteilung seiner Einzelbestandteile zwischen einer stationären (z. B. einer Schüttung) und einer mobilen Phase (z. B. einem Lösungsmittel) erlaubt.
-
Cracken
Cracken ist ein Verfahren der Erdöl-Verarbeitung, wobei Kohlenwasserstoffe längerer Kettenlänge in Kohlenwasserstoffe kürzerer Kettenlänge gespaltet werden. In unserem Fall werden die Kohlenwasserstoffe aus dem Betriebsmittel der Pumpen gespalten und können sich neu zusammenlagern.
-
Dampfdruck
Existieren nebeneinander eine flüssige und eine gasförmige Phase eines Stoffes, stellt sich zwischen diesen beiden ein Gleichgewicht ein. Der Dampfdruck ist der Druck der gasförmigen Phase. Die Größe des Dampfdrucks ist von dem bestreffenden Stoff und der Temperatur abhängig.
-
Derivatisierung
Als ein Derivat wird in der Chemie ein abgeleiteter Stoff ähnlicher Struktur zu einer entsprechenden Grundsubstanz bezeichnet. Derivate sind Stoffe, die an Stelle eines H-Atoms oder einer funktionellen Gruppe ein anderes Atom oder eine andere Atomgruppe besitzen bzw. bei denen ein oder mehrere Atome/Atomgruppen entfernt wurden. Die Herstellung eines Derivates bezeichnet man als Derivatisierung. Als funktionelle Gruppen bezeichnet der organische Chemiker mehratomige Bestandteile von Molekülen, die die chemischen Eigenschaften des Moleküls maßgeblich bestimmen.
-
Desorption
bezeichnet den Vorgang, bei dem Atome oder Moleküle die Oberfläche eines festen Körpers verlassen. Das Gegenteil, also das Anhaften von Atomen oder Molekülen an der Oberfläche eines festen Körpers nennt man Adsorption.
-
Diffusion
Diffusion ist ein auf der thermischen Eigenbewegung von Teilchen beruhender physikalischer Prozess, der zu einer gleichmäßigen Verteilung von Teilchen und somit vollständigen Durchmischung zweier Stoffe führt. Diffusion kann bei Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern vorkommen. Wichtige Anwendungen gibt es in der technischen Chemie, der Halbleiterindustrie und der Stahlindustrie.
-
Doping
Doping ist die Einnahme von unerlaubten Substanzen oder die Nutzung von unerlaubten Methoden zur Steigerung der sportlichen Leistung.
-
Dynamisches Gleichgewicht
Ein dynamisches Gleichgewicht liegt dann vor, wenn zwei entgegengesetzt verlaufende Prozesse sich in ihrer Wirkung gerade aufheben.
-
Elektron
Elektronen sind negativ geladene Elementarteilchen, die um den positiv geladenen Kern eines Atoms kreisen. Frei bewegliche Elektronen können elektrischen Strom transportieren.
-
Extraktion
Die Extraktion ist ein Stofftrennverfahren, bei dem mit Hilfe eines Lösemittels eine Komponente aus einem festen oder flüssigen Stoffgemisch herausgelöst wird. Das Lösemittel zieht den in ihm besser löslichen Stoff aus dem Gemisch.
-
Fomblin
Der eingetragene Markenname „Fomblin“ hat sich als Synonym für Spezialöle auf PFPE-Basis durchgesetzt. Diese Polyfluor-polyether werden als Schmiermittel in Applikationen eingesetzt, bei denen - Hohe Chemikalienresistenz und Reaktionsträgheit - Hohe thermische Stabilität - Keine Selbstentzündlichkeit oder Entflammbarkeit - Vermeidung zündfähiger Gemische und Sauerstoffverträglichkeit gefordert sind.
-
Formiergas
Formiergas ist ein Sammelname für reduzierend wirkende Gasgemische aus Stickstoff N2 mit Wasserstoff H2, es wird als Schutzgas bei der Warmverarbeitung von Metallen eingesetzt. Das unbrennbare Gemisch aus 95 % N2 und 5 % H2 dient als preisgünstiges Prüfgas für die Lecksuche nach der Wasserstoffmethode.
-
Gaede
Wolfgang Max Paul Gaede, *1878 in Lehe; †1945 in München, war ein deutscher Physiker und Pionier der Vakuumtechnik, der mehrere Vakuumpumpen erfand und in der Funk- und Nachrichtentechnik sowie einer Reihe anderer Gebiete erfolgreich tätig war.
-
Gaedepumpe
Molekularpumpe, deren Pumpwirkung durch einen Rotor in Form einer glatten Scheibe hervorgerufen wird. Der Stator trägt spiralförmige Fördernuten. Die Konstruktion kann auch umgekehrt mit einem glatten Stator und mit Fördernuten versehenem Rotor ausgeführt sein.
-
Helium
Helium ist ein Edelgas. Es ist geruchlos, geschmacklos, farblos, ungiftig und bildet keine chemischen Verbindungen, die unter normalen Bedingungen stabil sind. Neben der Sicherheit, die es damit als Prüfgas bietet, ist sein geringes natürliches Vorkommen vorteilhaft und die hohe Selektivität, mit der es nachgewiesen werden kann. Auch sein günstiger Preis macht es für den Einsatz als Prüfgas attraktiv.
-
Holweckpumpe
Molekularpumpe, deren Pumpwirkung durch einen Rotor in Form eines glatten Zylinders hervorgerufen wird. Der Stator trägt spiralförmige Fördernuten. Die Konstruktion kann auch umgekehrt mit einem glatten Stator und mit Fördernuten versehenem Rotor ausgeführt sein.
-
Ion
Ein Ion ist ein elektrisch geladenes Atom oder Molekül. Es kann aus einem oder mehreren Atomen bestehen und positiv (Kation) oder negativ (Anion) geladen sein. In Atomen ist die Anzahl positiv geladener Kernbausteine (Protonen) identisch mit der Anzahl negativ geladener Elektronen, die um den Kern kreisen. Ein Atom ist nach außen elektrisch neutral. Die Ladung eines Ions entsteht durch das Ungleichgewicht von positiven Ladungen im Kern und negativen Ladungen in der Elektronenhülle.
-
Isotop
Isotope sind Atomkernsorten (Nuklide) mit gleicher Ordnungszahl (also gleicher Anzahl an Protonen), aber unterschiedlicher Massenzahl (unterschiedlicher Neutronenzahl).
-
Kolbenpumpe
Eine Kolbenpumpe ist ähnlich aufgebaut wie ein Kolbenmotor, z.B. Ottomotor im PKW. Ein oder mehrere Kolben bewegen sich in zylinderförmigen Schöpfräumen. Das geförderte Gas wird über Ventile angesaugt, verdichtet und bei Atmosphärendruck ausgestoßen. Wegen des Verscheißes der ungeschmierten Kolbenringe und der Vibrationen der oszillierenden Kolben eignen sich diese Pumpen eher für den Grobvakuumbereich.
-
Kondensation
Kondensation ist das Übergehen eines Stoffes vom gasförmigen in den flüssigen Zustand.
-
Massenspektrometrie
Die Massenspektrometrie ist ein Verfahren zur Messung des Masse-zu-Ladung-Verhältnisses von Teilchen. Ist im einfachsten Fall die Ladung der Teilchen = 1, kann daraus direkt die Masse der jeweiligen Teilchen bestimmt werden.
-
MDP
"Molecular Drag Pump", Molekularpumpe von adixen ohne Turborotor, deren Pumpwirkung durch Holweckstufen bewirkt wird.
-
Membranpumpe
In der Membranpumpe ist der Schöpfraum auf einer Seite durch eine fest mit dem Gehäuse verbundene abgedichtete Membran abgeschlossen; gegenüber liegen Ein- und Auslassventil. Die Membran wird über eine Pleuelstange von einen Elektromotor angetrieben, wodurch sich der Schöpfraum abwechselnd vergrößert und verkleinert und damit das Gas ansaugt, verdichtet und ausstößt. Durch die kleine Masse der Membran, ist die Membranvakuumpumpe trotz der Vibrationen recht leise.
-
Methoden der Dichtsheitsprüfung
Lecktestgeräte für Prüfgase können nach verschiedenen Methoden eingesetzt werden. Je nach Erfordernis stellt man dabei lediglich fest, ob die Leckagerate einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet oder man misst die Gesamtleckrate eines Prüfobjekts (Integralprüfungen) oder man spürt die Position eines Lecks auf (Lecklokalisation). Bei Integralprüfungen wir außerdem unterschieden, ob bei normalen Umgebundbedingungen (Konzentrationsanstiegstest) oder bei Unterdruck (Vakuumtest) detektiert wird. Die Lokalisierung kann durch Absuchen des Prüfobjekts mit einer Sonde erfolgen (Schnüffeltest) oder durch Ansprühen mit einem feinen Prüfgasstrahl (Sprühtest).
-
Nachweisgrenze
Die Nachweisgrenze bezeichnet den Wert eines Messverfahrens, bis zu dem die Messgröße mit diesem Messverfahren gerade noch zuverlässig nachgewiesen werden kann. Die Zuverlässigkeit des Nachweises wird definiert durch ein statistisch vorgegebenes sogenanntes Konfidenzintervall. Sachverhalte, für welche die Messwerte unter bzw. über der Nachweisgrenze liegen, werden im Sinne der Messtechnik als unmessbar bezeichnet. In der Praxis bedeutet dies, dass der Anwender selbst entscheiden muss, welchen Unterschied bzw. welchen Quotienten er zwischen dem gemessenen Signal und dem Prüfgasuntergrund noch als ausreichend bestimmt, um eine eindeutige Gut/Schlecht-Aussage bei der Prüfung zu treffen. Ein sehr konservativer Wert ist, wenn das gemessene Leckratesignal um einen Faktor 10 größer ist als die Untergrundleckrate. Ausgefeilte Messtechnik oder der Einsatz einer Nullpunktunterdrückung können auch bei einem schlechteren Signal-zu-Rausch-Verhältnis zuverlässige Gut/Schlecht-Aussage bei der Prüfung zu treffen.
-
Nullpunktunterdrückung
Über die Nullpunktunterdrückung wird das Anzeigefenster eines Messgeräts auf den Wert NULL gesetzt. Das heißt, dass eine tatsächlich gemessene Untergrund-Leckrate als der Wert NULL angezeigt wird. Der Wert der Untergrundleckrate kann dabei beliebig sein. Bei der Prüfgaslecksuche wird diese Funktion meist bei sehr hohen Konzentrationen des Prüfgases in der Umgebung eingesetzt. Bei kleinen Leckagesignalen und gleichzeitig hohem Prüfgasuntergrund , also z. B. bei der Schnüffellecksuche oder bei hochempfindlichen Messungen an der Nachweisgrenze der Detektoren wird diese Funktion eingesetzt, um eine zuverlässige Nulldarstellung zu erzielen und die Anzeigeauflösung zu erhöhen.
-
Penning
Penning-Vakuummeter arbeiten in Druckbereichen zwischen etwa 10-2 und 10-9 mbar. Die filamentlose Messzelle erzeugt eine Glimmentladung durch Anlegen einer hohen Spannung. In der Glimmentladung besitzen die Elektronen eine hohe Energie und können neutrale Gasteilchen durch Stoß ionisieren. Derart erzeugte Gasteilchen gelangen, durch ein elektrisches Feld beschleunigt, auf einen Auffänger. Der resultierende Ionenstrom ist ein Maß für den Druck in der Messzelle.
-
Pirani-Vakuummeter
Das häufig nur nach dem Namen seines Erfinders benannte Vakuummeter wurde nach dem Berliner Physiker Marcello Pirani (1880-1964) benannt. Es arbeitet im Druckbereich von etwa 10-4 mbar bis 1000 mbar und nutzt die Druckabhängigkeit der Wärmeleitung als indirekte Messgröße für den Druck. Die Änderung der Wärmeleitfähigkeit wird mit Hilfe der Widerstandsänderung eines elektrisch erhitzten Drahts gemessen.
-
ppm
(parts per million = Teile pro Million) ist eine Konzentrationsangabe. 1 ppm = 1/1 000 000 = 1 · 10-6 = 0,001 %o = 0,0001 %
-
Rotor
Ein Rotor ist der drehende (rotierende) Teil einer Maschine, z. B. in einer Waschmaschine, einer Uhr, einem Computer, einem Hubschrauber oder unserer Vakuumpumpe. Der Rotor einer Drehschieberpumpe ist ein geschlitzter Zylinder, in dem zwei Schieber geführt sind, die währendd er Drehung durch Feder- und Zentrifugalkraft nach außen an den Stator gedrückt werden. Dadurch entsteht ein abgeschlossenes Volumen, in dem Gase gefördert werden können.
-
Rückdiffusion
Wird eine ölgeschmierte Pumpe an einem Vakuumbehälter ohne Prozessgaslast über längere Zeit betrieben, stellt sich bei ein konstanter Druck ein. Ein eventuell angeschlossenes Messgerät zeigt keine Druckänderungen mehr an. Dies bedeutet aber nicht, dass nun keine Gase mehr gepumpt werden. Vielmehr stellt sich ein dynamisches Gleichgewicht ein. Der aus dem Behälter gepumpte Gasstrom ist genauso groß wie der Gasstrom, der von der ölgeschmierten Pumpe zurückdiffundiert. Aus dem Behälter werden in erster Linie noch an der Oberfläche anhaftende Gase wie Wasserdampf gepumpt, das zurückströmende Gas ist in erster Linie Ölnebel. Diese „Rückdiffusion“ tritt in erster Linie bei hohen Temperaturen und niedrigen Drücken auf. Sie kann durch den Einsatz von Kühlfallen, Molekularsieben oder Trägergasstrom vermieden werden.
-
Schnüffeltest
Beim Schnüffeltest wird der Prüfgegenstand mit einem Prüfgas befüllt. Das durch Leckagen austretende Prüfgas (z. B. Helium oder Wasserstoff) wird durch eine manuell geführte oder fest installierte Schnüffelsonde nachgewiesen und einem Detektor zugeführt. Die dominierenden Detektor-Typen sind Sektorfeld-Massenspektrometer oder Halbleitersensoren.
-
Scrollpumpe
Eine Scrollpumpe ist eine Vakuumpumpe, die nach dem Verdrängerprinzip arbeitet. Sie besteht aus zwei ineinander gesteckten archimedischen Spiralen. Eine dieser Spiralen steht fest, die andere bewegt sich über einen Exzenterantrieb auf einer kreisförmigen Bahn. Zwischen den Spiralen entstehen so einzelne, abgeschlossene Hohlräume, die ihr Volumen innen immer weiter verkleinern. Dadurch wird das zu pumpende Gas außen angesaugt, innerhalb der Pumpe verdichtet und über einen Anschluss in der Spiralenmitte ausgestoßen.
-
Spektrometerzelle
Ein Spektrum ist im physikalischen Sinne die Verteilung eines bestimmten Werts innerhalb aller Werte bei einer Messung. Dies kann eine Wellenlänge (z. B. Licht), eine Frequenz (Akustik) oder eine Masse sein. In einem Spektrometer kann diese Verteilung quantitativ gemessen werden. Im Falle eines Helium-Lecksuchgeräts handelt es sich um die Massenverteilung des Prüfgases, das in das Lecksuchgerät gelangt. Diese wird mit einem Massenspektrometer gemessen, das sich in einer eigenen Zelle, der Spektrometerzelle befindet. Das Massenspektrometer ist fest auf die masse 4 eingestellt und kann so selektiv und ohne Querempfindlichkeit das Prüfgas Helium nachweisen. Das Spektrometer besteht aus mehreren funktionelle Einheiten: die Heizfäden oder Filamente werden auf Rotglut erhitzt und senden dadurch Licht und Elektronen aus. Die Elektronen werden beschleunigt und mit hoher Energie in die Ionenquelle geschossen. In der Ionenquelle stoßen die Elektronen mit neutralen Gasteilchen zusammen, die es durch das Vakuumsystem des Lechsuchgeräts bis in die Zelle geschafft haben. Durch den Stoß mit den hochenergetischen Elektronen wird ein negativ geladenes Elektron aus der Elektronenhülle der elektrisch neutralen Atome entfernt. Es bleibt ein positiv geladener Atomrumpf, ein Ion übrig. Diese jetzt geladenen Teilchen werden durch eine Ziehspannung aus der Ionenquelle abgesaugt und in ein Magnetfeld geschossen. In einem Magnetfeld werden geladene Teilchen abgelenkt. Der Radius, den die Teilchen beschreiben, ist abhängig von der Wurzel der Teilchenmasse. Die Ablenkspannung, das Magnetfeld und die Dimensionen der Spektrometerzelle sind so ausgelegt, dass die Heliumionen mehrere Blenden passieren und als einzige Ionensorte auf den Detektor, einen Sekundärelektronenvervielfacher treffen. Dort erzeugen die Ionen einen Strom, der nachverstärkt und als Leckrate angezeigt wird. Leichtere Teilchen als Helium – das ist nur Wasserstoff - werden stärker abgelenkt und prallen auf eine Platte in der Spektrometerzelle. Schwerere Teilchen beschreiben weitere Kreisbahnen und prallen auf eine geladene Platte, einen sogenannten Faraday-Auffänger in der Spektrometerzelle. Auch dieser Strom wird abgegriffen und dient als Maß für den Totaldruck in der Spektrometerzelle und als Signal für eine Überdruck-Schutzschaltung.
-
Sputtern (Zerstäubung)
Beim Sputtern (auf deutsch Katodenzerstäubung) wird eine Oberfläche mit hochenergetischen Ionen beschossen. Durch den Beschuss werden durch Impulsübertragung wie beim Billardspiel einzelne Atome aus dem Festkörper herausgelöst und gehen in die Gasphase über.
-
Stator
Als Stator bezeichnet man den fest stehenden, nicht beweglichen Teil einer Maschine, zum Beispiel in einem Elektromotor, Generator, Hydromotor oder einer Pumpe; im Gegensatz zum rotierenden Teil der Maschine, dem Rotor. Der Stator ist häufig das Gehäuse, z. B. des Generators, und besteht bei den meisten Vakuumpumpen aus metallischen Materialien, selten aus Kunststoffen.
-
Wälzkolbenpumpe
Rotationsverdrängerpumpe, bei der sich im Pumpengehäuse zwei, meist achtförmige Rotoren mit gleichem Querschnitt ohne Berührung untereinander und mit der Gehäusewand gegensinnig aufeinander abwälzen. Die beiden Wälzkolben sind so synchronisiert, dass sie sich mit geringem Spiel aneinander vorbeibewegen. Im Schöpfraum der Pumpe findet keine Verdichtung statt.
-
Weitbereichspumpe
auch Weitbereichsturbopumpe; gängige Bezeichnung für die Hybrid-Turbomolekularpumpe (englisch: wide-range turbo pump).