Vakuum představuje jednu z nejdůležitějších vědeckých koncepcí a zároveň klíčový prvek při vývoji moderní technologie. Prostředí bez hmoty a bez plynu je nezbytné při řadě experimentů a procesů, a to jak v oblasti fyziky, tak i chemie, biologie nebo strojírenství. Co je tedy vakuum vědy a jaké jsou jeho využití v dnešním světě?
Co je vakuum vědy?
Vakuum vědy je jedním z nejdůležitějších prvků ve vědeckém výzkumu. Tento pojem odkazuje na prostor bez hmoty a plynu, který se nachází v určitém prostoru nebo v kontejneru. Pojmy jako „nárazové vakuování“ se běžně používají v průmyslových aplikacích, ale vakuum se vyskytuje také v přírodních jevech a také v laboratořích, kde se používá pro studium vlastností materiálů a přesné měření různých hodnot.
Hlavními parametry, které určují úroveň vakua, jsou tlak a hustota plynu v prostoru. Tyto hodnoty se mohou lišit v závislosti na tom, jaký typ vákuového prostoru výzkumníci studují, a na úrovni vysavače či čerpadla, která odebírá plyn z tohoto prostoru.
Jak se vakuum používá v laboratořích?
V laboratořích se vakuum používá k mnoha účelům. Jedním z hlavních důvodů pro použití vakua je kontrola vlivu atmosféry na experiment. Pokud se například vytváří materiál nebo částice při normálním atmosférickém tlaku, mohou být náchylné k oxidaci a dalším reakcím. V kontrolovaném prostředí vakua lze mnohem přesněji ovlivnit vlastnosti nového materiálu nebo částic.
Dalším důležitým faktorem je kontrola prostoru, z něhož se snímají emise, nebo měření ultravysokých teplot, například při výrobě polovodičů. Tyto aplikace vyžadují vakuum s vysokou úrovní prázdného prostoru, aby se minimalizovaly vysoké teploty, které by mohly způsobit škody na materiálu nebo měřicích přístrojích.
Kontrola prostředí je obecně užitečná pro mnoho různých aplikací, kde je součástí výroby technických součástí od tryskáčů až po čipovou technologii. Vakuum se používá i při simulování podmínek v kosmu, kde extrémně nízký tlak a nulová gravitace mohou ovlivnit vlastnosti testovaných materiálů.
Co jsou vakuové technologie?
Vakuové technologie jsou spojeny s vývojem a výrobou zařízení používaných pro tvorbu a udržování vakuových prostorů. Hlavním úkolem vakuových technologií je vytvořit a udržovat vakuum pomocí různých metod.
Existuje mnoho různých druhů vakuových technologií, které se používají v průmyslových aplikacích i v laboratořích. Některé z nejběžnějších typů vakuových technologií patří:
– Molekulární vakuové čerpadlo
– Difúzní čerpadlo
– Turbo čerpadlo
– Difúzní-turbo hybridní čerpadlo
Každá technologie má své vlastní výhody a nevýhody, které se liší v závislosti na aplikaci. Molekulární vakuové čerpadlo je obvykle používáno pro vysoké vakuové ohniska, zatímco difúzní čerpadlo je typické pro středně vysoké vakuové ohniska. Pro vysoké vakuové ohniska se obvykle používají turbínová čerpadla.
Vakuum je nenahraditelnou součástí mnoha technologických procesů. Využívá se převážně v oblasti fyzikálního výzkumu v materiálových vědách a také v průmyslu pro výrobu polovodičů a optických součástek. Technologie s využitím vakua jsou tedy zásadní pro vývoj moderní společnosti a jejího technického pokroku.
