Ingénierie du vide
Dec 21, 2017| L'ingénierie du vide traite des processus technologiques et des équipements qui utilisent le vide pour obtenir de meilleurs résultats que ceux qui fonctionnent sous pression atmosphérique. Les applications les plus répandues de la technologie du vide sont:
Revêtement en carbure de chrome pyrolytique
Verre antireflet
Coloration du verre
Imprégnation sous vide
Séchage sous vide
Les enducteurs à vide sont capables d'appliquer différents types de revêtements sur des surfaces en métal, en verre, en plastique ou en céramique, fournissant une qualité et une épaisseur et une couleur uniformes. Les séchoirs à vide peuvent être utilisés pour les matériaux délicats et économiser des quantités d'énergie importantes en raison de températures de séchage plus basses.
La technologie
L'ingénierie du vide utilise des techniques et des équipements qui varient considérablement en fonction du niveau de vide utilisé. Une pression légèrement réduite par rapport à la pression atmosphérique peut être utilisée pour contrôler le débit d'air dans les systèmes de ventilation ou dans les systèmes de manutention. Les aspirateurs à basse pression peuvent être utilisés dans l'évaporation sous vide dans le traitement de produits alimentaires sans chauffage excessif. Des niveaux de vide plus élevés sont utilisés pour le dégazage, la métallurgie sous vide et la production d'ampoules et de tubes à rayons cathodiques. Des aspirateurs dits "ultrahigh" sont requis pour certains traitements de semi-conducteurs; les aspirateurs les plus «durs» avec la pression la plus basse sont produits pour des expériences en physique, où même quelques atomes d'air errants interféraient avec l'expérience en cours.
L'appareil utilisé varie avec la pression décroissante. Les ventilateurs cèdent la place à divers types de pompes à mouvement alternatif et rotatif. Pour certaines applications importantes, un éjecteur de vapeur peut rapidement évacuer un grand récipient de procédé à un vide grossier, suffisant pour certains procédés ou en préalable à des processus de pompage plus complets. L'invention de la pompe Sprengel a été une étape critique dans le développement de l'ampoule à incandescence car elle a permis la création d'un vide plus élevé que précédemment disponible, ce qui a prolongé la durée de vie des ampoules. A des niveaux de vide plus élevés (pressions inférieures), des pompes à diffusion, absorption, pompes cyrogènes sont utilisées. Les pompes sont plus comme des «compresseurs», car ils recueillent les gaz raréfiés dans le récipient à vide et les poussent dans une pression beaucoup plus élevée, un volume plus petit, d'échappement. Une chaîne de deux ou plusieurs types différents de pompes à vide peut être utilisée dans un système de vide, avec une pompe «d'ébauche» retirant la plus grande partie de la masse d'air du système et les étapes supplémentaires traitant des quantités d'air relativement plus faibles. pressions. Dans certaines applications, un élément chimique est utilisé pour se combiner avec l'air restant dans une enceinte après le pompage. Par exemple, dans des tubes à vide électroniques, un "getter" métallique a été chauffé par induction pour éliminer l'air restant après le pompage initial et la fermeture des tubes. Le «getter» enlèverait également lentement tout gaz dégagé dans le tube pendant sa durée de vie restante, en maintenant un bon niveau de vide.
Les matériaux utilisés dans les systèmes de vide doivent être soigneusement évalués. De nombreux matériaux ont un degré de porosité, sans importance à des pressions ordinaires, mais qui admettraient continuellement des quantités infimes d'air dans un système de vide s'ils sont mal utilisés. Certains articles, tels que le caoutchouc et le plastique, dégagent des gaz dans un vide qui peut contaminer le système. À des niveaux de vide élevés et ultraviolets, même les métaux doivent être soigneusement sélectionnés - les molécules d'air et l'humidité peuvent s'accrocher à la surface des métaux, et tout gaz piégé dans le métal peut percoler à la surface sous vide. Dans certains systèmes de vide, un simple revêtement de graisse à faible volatilité suffit à sceller les joints, mais à l'ultravide, les raccords doivent être soigneusement usinés et polis pour minimiser les gaz emprisonnés. Il est de pratique courante de faire cuire les composants d'un système à vide poussé; à haute température, tout gaz ou humidité adhérant à la surface est chassé. Cependant, cette exigence affecte quels matériaux peuvent être utilisés.
Les accélérateurs de particules sont les plus grands systèmes d'ultravide et peuvent mesurer jusqu'à plusieurs kilomètres de long.