Vacuum metrology for production environments
Ob in der Halbleiter- und Photovoltaikindustrie oder in der Verpackung von Lebensmitteln, in zahlreichen Industriebranchen ist Vakuum heutzutage ein unverzichtbares 'Werkzeug'. Selbst bei einem Druck, der nur ein Milliardstel des Luftdrucks an der Erdoberfläche ausmacht, würde man nach nur einer Sekunde auf einer vormals sauberen Oberfläche nur noch Wasser und Kohlenmonoxid vorfinden. Erst ein Ultrahochvakuum macht es möglich, dass beispielsweise die Halbleiterindustrie Siliziumwafer mit immer neuen Materialschichten belegen und strukturieren kann. Ultrahochvakuum heißt Drücke zwischen 10-7 und 10-12 hPa und eine Molekülanzahl von 109 bis 104 pro cm³. Dies sind Druckverhältnisse wie sie für niedrige Satellitenorbits bzw. im Van-Allen-Gürtel vorherrschen.
Im Vergleich zum klassischen Labor wird beim technischen Vakuum allerdings im allgemeinen nicht mit reinen Gasen und nicht unter Gleichgewichtsbedingungen gearbeitet. Für die Prozessoptimierung benötigt die Industrie eine vollständige Charakterisierung des Vakuums.
Das Auffinden von Lecks und kleine Ausflussmessungen bilden eine weitere wichtige Komponente in der Anwendung von Vakuum unter industriellen Bedingungen. Kühlhäuser und Klimaanlagen unterliegen strengen Vorgaben, ebenso Sicherheitsbehälter für giftige oder radioaktive Substanzen. Lecks sind dabei unregelmäßig geformte Kapillaren und Nanolöcher, durch die kleinste Gasmengen strömen.
Die europäische Vakuumindustrie nimmt auf dem Weltmarkt eine führende Stellung ein. Im Jahr 2009 lag der Gesamtumsatz der Vakuumindustrie weltweit bei 5 Mrd. US $, wovon 55 % auf die europäische Industrie entfielen. Das Projekt wird die europäische Industrie darin unterstützen, auch weiterhin international vorn zu sein.
Die PTB koordiniert das Projekt und leitet das Arbeitspaket zur Entwicklung einer Kalibriereinrichtung für Vakuumpumpen und große Druckänderungen im Sekundenbereich. Die Möglichkeit, dynamische Vakuumdrücke in industriellen Anwendungen ausreichend genau zu messen, fehlt bislang.
Weitere Informationen über das Projekt und die Projektpartner:
Ansprechpartner
Dr. Karl Jousten
Tel.: 030 - 3481 7262
E-Mail: karl.jousten@ptb.de
© Physikalisch-Technische Bundesanstalt, letzte Änderung: 2012-02-29,
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