Theorie Und Praxis Der Vakuumtechnik

ISBN-13: 9783528248840 / Niemiecki / Miękka / 1988 / 654 str.

Max Wutz; Hermann Adam

Opis

1m Vorwort zur ersten Auflage kennzeichnete Max Wutz Zweck und Ziel seines Buches mit folgenden Worten: "Das vorliegende Buch will das Vakuumgebiet, soweit es sich urn das Erzeugen, Mes sen und Aufrechterhalten emiedrigter Driicke sowie urn die dazu benotigte Arbeits technik handelt, moglichst geschlossen darstellen. Es wendet sich an alle, die Experi mente, Prozesse oder sonstige Arbeiten unter Vakuum ausftihren. Die Darstellung beriicksichtigt in gleicher Weise die theoretischen Grundlagen wie auch die Anforde rungen der Praxis. Diesem Zweck dient auch die groBe Anzahl von erlautemden nume rischen Beispielen. " DaB er damit einem Bedtirfnis nachgekommen war und das damals gesteckte Ziel erreicht hatte, zeigt sein Erfolg. Das Buch war zum deutschen Standardwerk des "Vakuums" gewor den. Es war demgemaB bald vergriffen und fehlte mehr als ein Jahrzehnt auf dem Bticher markt. Seit dem Erscheinen der ersten Auflage des Buches waren sowohl auf dem Gebiet der physi kalischen Grundlagen als auch auf dem der anwendungsbezogenen Technik bedeutende Weiterentwicklungen und Standardisierungen zu verzeichnen; sie muBten in einer Neuauf lage gebiihrend beriicksichtigt werden. So sind die Turbomolekularpumpe und die Kryo pumpe mit zu den wichtigsten Vakuumerzeugem geworden; die Partialdruckmessung hat groBe Fortschritte gemacht; die standardisierten Kalibrierverfahren haben die MeBunsicher heit der Druckmessung entscheidend verringert; die automatisierbare l. ecksuchtechnik mit Hilfe kommerzieller Heliurnlecksuchgerate hat ein weites Anwendungsfeld gefunden. Bei dieser Sachlage schien es angebracht, flir eine Neubearbeitung die umfassenden Kenntnisse von Spezialisten auf ihren Teilgebieten heranzuziehen und ihre tiberarbeiteten Beitrage in einer zweiten Auflage zu einem einheitlichen Ganzen zusammenzufligen.

Spis treści

1 Einleitung.- 1.1 Die Entwicklung der Vakuumtechnik.- 1.2 Bedeutung und Aufgabe der heutigen Vakuumtechnik.- 1.3 Literatur.- 2 Gasgesetze, Grundlagen der kinetischen Gastheorie und Gasdynamik.- 2.1 Die Zustandsgrößen eines Gases.- 2.2 Mengengrößen, mengenbezogene Größen.- 2.3 Die Gesetze des idealen Gases.- 2.3.1 Einkomponentige Gase.- 2.3.2 Gasgemische (Mehrkomponentige Gase).- 2.4 Grundlagen der kinetischen Theorie der Materie, insbesondere im gasförmigen Zustand.- 2.4.1 Grundlagen des Modells des idealen Gases.- 2.4.2 Das vereinfachte Modell von Krönig.- 2.4.3 Die Häufigkeitsverteilung (Wahrscheinlichkeitsverteilung) der Geschwindigkeiten (Geschwindigkeitsverteilung).- 2.4.4 Geschwindigkeitsmittelwerte.- 2.4.5 Wandstromdichte (= Flächenstoßrate DIN 28400) und Effusion.- 2.4.6 Gleichverteilung der Energie. Wärmekapazität gasförmiger und fester Stoffe.- 2.4.7 Mittlere freie Weglänge. Stoßrate.- 2.5 Transportvorgänge.- 2.5.1 Diffusion.- 2.5.2 Innere Reibung in Gasen.- 2.5.3 Wärmeleitung in Gasen.- 2.5.3.1 Wärmeleitfähigkeit.- 2.5.3.2 Wärmeleitung.- 2.5.3.3 Vergleich der Wärmeleitfähigkeit mit der dynamischen Viskosität.- 2.5.3.4 Wärmeleitung in der Zylindergeometrie bei niedrigen Drücken.- 2.6 Dämpfe. Verdampfung und Kondensation.- 2.6.1 Dampfdruck.- 2.6.2 Zustandsgieichung.- 2.6.3 Flächenbezogene Verdampfungsrate.- 2.7 Gasdynamik.- 2.7.1 Anwendungsbereich.- 2.7.2 Bernoulli-Gleichung.- 2.7.3 Kritische Größen, Schallgeschwindigkeit, Machzahl.- 2.7.4 Eindimensionale Strömung.- 2.7.5 Der Verdichtungsstoß.- 2.7.6 Hugoniot-Gleichung.- 2.7.7 Das Ruhedruckverhältnis po/po.- 2.7.8 Der schräge Verdichtungsstoß.- 2.7.9 Strömungsformen in und hinter Lavaldüsen bei verschiedenen „Gegendrücken pA“.- 2.7.10 Zweidimensionale Strömung um eine Ecke (Prandtl-Meyer).- 2.8 Literatur.- 3 Sorption und Desorption.- 3.1 Sorptionsphänomene und deren Bedeutung; Begriffe und Terminologie.- 3.2 Adsorptions- und Desorptionskinetik.- 3.2.1 Adsorptionsrate.- 3.2.2 Desorptionsrate.- 3.2.3 Mono-Schicht-Adsorption; Langmuirsche Adsorptionsisotherme.- 3.2.4 Mono-Zeit.- 3.2.5 Mehr-Schicht-Adsorption ; Brunauer-Emmett-Teller-(BET-) Isotherme.- 3.3 Pratische Hinweise zu Adsorption und Desorption.- 3.4 Absorption, Okklusion.- 3.5 Ausgasung.- 3.6 Literatur.- 4 Strömungsvorgänge.- 4.1 Übersicht. Kennzeichnung der Strömung durch Vakuumbereiche.- 4.2 Gasstrom, Saugleistung, Saugvermögen.- 4.3 Rohrleitung als Strömungswiderstand.- 4.4 Das effektive Saugvermögen einer Vakuumpumpe.- 4.5 Strömung im Grobvakuumbereich.- 4.5.1 Reibungsfreie Strömung.- 4.5.1.1 Strömung durch Düse und Blende.- 4.5.1.2 Düse oder Blende in der Ansaugleitung der Pumpe.- 4.5.2 Rohrströmung mit Reibung.- 4.5.2.1 Kennzeichnung der Reibungsströmung.- 4.5.2.2 Formeln für die Gasstromstärke durch ein Rohr.- 4.5.2.3 Gasstrom durch ein Rohr; Rohrleitung als Pumpwiderstand.- 4.5.2.4 Unrunde Querschnitte.- 4.5.3 Andere Gase als Luft.- 4.6 Strömung im Hoch- und Ultrahochvakuumbereich.- 4.6.1 Kennzeichen der Molekularströmung.- 4.6.2 Molekularströmung durch eine Blende.- 4.6.3 Molekularströmung durch Rohre gleichbleibenden Querschnitts.- 4.6.3.1 Allgemeine Betrachtungen.- 4.6.3.2 Rohr mit kreisförmigem Querschnitt (Index K).- 4.6.3.3 Rohr mit rechteckigem Querschnitt (Index R).- 4.6.3.4 Enger Spalt zwischen rechteckigen Platten (Index Sp).- 4.6.3.5 Rohr mit elliptischem Querschnitt (Index E).- 4.6.3.6 Vergleich der Rohre mit rechteckigem, elliptischem und kreisförmigem Querschnitt bei gleicher Querschnittsfläche.- 4.6.3.7 Rohr mit Dreieck-Querschnitt (Index ?).- 4.6.3.8 Koaxialrohr (Raum zwischen zwei konzentrischen Zylindern, Index KA).- 4.6.4 Molekularströmung durch andere Bauteile eines Vakuum-Leitungssystems.- 4.6.4.1 Durchlaufwahrscheinlichkeit für Rohre mit Blenden.- 4.6.4.2 Gestufte Rohre einschließlich Blenden und Zwischenkesseln.- 4.6.4.3 Rohrknie und Rohrbogen.- 4.6.4.4 Konische Rohre.- 4.6.4.5 Komponenten.- 4.6.4.6 Pumpe als „Leitung“: Durchlaufwahrscheinlichkeit der Pumpe.- 4.7 Strömung im Feinvakuum.- 4.7.1 Kennzeichnung der Strömung im Feinvakuumbereich.- 4.7.2 Rohrströmung im Feinvakuumbereich.- 4.8 Literatur.- 5 Verdrängerpumpen.- 5.1 Übersicht.- 5.2 Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen.- 5.2.1 Wirkungsweise und technischer Aufbau.- 5.2.2 Arbeitsbereich und Saugvermögen.- 5.2.3 Zwei-und mehrstufige Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen.- 5.2.4 Kombination mit einer Gasstrahlpumpe.- 5.2.5 Allgemeine Betriebshinweise.- 5.3 Ölgedichtete Rotations-Vakuumpumpen.- 5.3.1 Drehschieberpumpen.- 5.3.1.1 Wirkungsweise und technischer Aufbau.- 5.3.2 Sperrschieberpumpen.- 5.3.2.1 Wirkungsweise und technischer Aufbau.- 5.3.2.2 Massenausgleich.- 5.3.3 Weitere technische Hinweise.- 5.3.4 Trochoidenpumpen.- 5.3.4.1 Wirkungsweise.- 5.3.4.2 Technischer Aufbau.- 5.3.4.3 Vergleich mit anderen Verdrängerpumpen.- 5.3.5 Saugvermögen und erreichbarer Enddruck ölgedichteter Verdrängerpumpen.- 5.3.5.1 Saugvermögen und Enddruck ohne Öleinfluß.- 5.3.5.2 Saugvermögen und Enddruck mit Öleinfluß.- 5.3.6 Abpumpen von Dämpfen — Gasballast.- 5.3.7 Ölrückströmung.- 5.3.8 Leistungsbedarf.- 5.3.8.1 Isotherme Kompression.- 5.3.8.2 Adiabatische Kompression.- 5.3.8.3 Polytrope Kompression.- 5.3.8.4 Kompressionsleistung.- 5.3.9 Betriebshinweise.- 5.3.9.1 Aufstellung.- 5.3.9.2 An- und Abstellen, Saugstutzenventile.- 5.3.9.3 Auswahl der Pumpen und Arbeitshinweise.- 5.3.9.4 Ölfilter und Ölreinigung.- 5.3.9.5 Auspuff-Filter (Ölnebelabscheider).- 5.3.9.6 Staubfilter.- 5.4 Wälzkolbenpumpen (Rootspumpen).- 5.4.1 Wirkungsweise.- 5.4.2 Technischer Aufbau.- 5.4.3 Theoretische Grundlagen.- 5.4.3.1 Der effektive Gasstrom.- 5.4.3.2 Kompressionsverhältnis Ko bei Nulldurchsatz.- 5.4.3.3 Effektives Kompressionsverhältnis und volumetrischer Wirkungsgrad.- 5.4.4 Abstufung des Saugvermögens Vorpumpe/Wälzkolbenpumpe.- 5.4.4.1 Abstufung bei niedrigen Ansaugdrücken.- 5.4.4.2 Abstufung bei hohen Ansaugdrücken.- 5.4.5 Saugvermögen und Enddruck.- 5.4.5.1 Saugvermögen und Enddruck mit ölgedichteten Vorpumpen.- 5.4.5.2 Saugvermögen und Enddruck mit Flüssigkeitsringpumpen als Vorpumpen.- 5.4.5.3 Mehrstufige Pumpkombinationen.- 5.4.6 Leistungsbedarf.- 5.4.7 Installation und Betriebshinweise.- 5.4.8 Auswahl der Pumpen und Arbeitshinweise.- 5.5 Literatur.- 6 Treibmittelpumpen.- 6.1 Einleitung, Übersicht.- 6.2 Flüssigkeitsstrahlpumpen.- 6.3 Dampf- und Gasstrahl-Vakuumpumpen.- 6.4 Diffusionspumpen.- 6.4.1 Arbeitsweise.- 6.4.2 Treibmittel.- 6.4.3 Dampfsperren (Baffles) und Fallen.- 6.4.4 Fraktionieren, Entgasen.- 6.4.5 Kohlenwasserstofffreies Vakuum.- 6.4.6 Saugvermögen und Vorvakuumbeständigkeit.- 6.4.7 Berechnung der Funktionsgrößen von Diffusions- und Dampfstrahlpumpen anhand eines einfachen Pumpenmodells.- 6.4.8 Quantitative Betrachtungen an einer Quecksilber-Diffusionspumpe.- 6.5 Diffusionspujnpen — Dampfstrahlpumpen.- 6.6 Literatur.- 7 Molekularpumpen.- 7.1 Einleitung.- 7.2 Molekularpumpen.- 7.3 Turbomolekularpumpen.- 7.3.1 Entwicklung.- 7.3.2 Aufbau.- 7.3.3 Pumpmechanismus.- 7.4 Theorie der einstufigen Pumpe.- 7.5 Leistungsdaten von Turbomolekularpumpen.- 7.5.1 Saugvermögen.- 7.5.2 Kompressionsverhältnis.- 7.5.3 Auspumpverhalten.- 7.5.4 Restgaszusammensetzung und Enddruck.- 7.6 Betriebshinweise.- 7.6.1 Wahl der Vorpumpe.- 7.6.2 Allgemeine Hinweise.- 7.6.3 Inbetriebnahme ..- 7.6.4 Belüften.- 7.6.5 Ausheizen.- 7.6.6 Betrieb in Magnetfeldern.- 7.6.7 Wartung.- 7.7 Anwendungen.- 7.8 Literatur.- 8 Sorptionspumpen.- 8.1 Adsorptionspumpen.- 8.1.1 Wirkungsweise.- 8.1.2 Aufbau.- 8.1.3 Endvakuum und Saugvermögen.- 8.1.3.1 Endvakuum mit einer Adsorptionspumpe.- 8.1.3.2 Endvakuum mit zwei oder mehr Adsorptionspumpen.- 8.1.3.3 Verbesserung des Endvakuums durch Vorevakuieren oder Füllen mit einem Fremdgas.- 8.1.3.4 Endvakuum bei Berücksichtigung der Wanddesorption.- 8.1.3.5 Saugvermögen.- 8.1.4 Betriebs- und Arbeitshinweise.- 8.2 Gasaufzehrung durch Getter.- 8.2.1 Wirkungsweise.- 8.2.2 Getterarten und Getterherstellung.- 8.2.2.1 Volumengetter.- 8.2.2.2 Verdampfungsgetter.- 8.2.3 Saugvermögen (Gettergeschwindigkeit).- 8.2.4 Getterkapazität.- 8.2.5 Getterpumpen.- 8.2.5.1 Volumengetterpumpen.- 8.2.5.2 Verdampfergetterpumpen.- 8.2.6 Ionengetterpumpen.- 8.2.6.1 Wirkungsweise.- 8.2.6.2 Die Orbitronpumpe.- 8.3 Ionenzerstäuberpumpen.- 8.3.1 Wirkungsweise.- 8.3.2 Technischer Aufbau.- 8.3.3 Saugvermögen.- 8.3.4 Die Triodenpumpe.- 8.3.5 Restgasspektrum.- 8.3.6 Standardeinrichtung zur Messung des Saugvermögens.- 8.3.7 Arbeitstechnik.- 8.4 Literatur.- 9 Kondensatoren.- 9.1 Kondensatoren als Vakuumpumpen.- 9.1.1 Grundlagen.- 9.1.2 Leistung von Kondensatoren.- 9.1.3 Stromstärken und Partialdrücke.- 9.1.4 Kühlmittel.- 9.2 Bauarten von Kondensatoren.- 9.2.1 Oberflächenkondensatoren für Flüssigkondensation.- 9.2.2 Mischkondensatoren.- 9.2.3 Kondensatausschleusung.- 9.2.4 Oberflächenkondensatoren zur Festkondensation.- 9.3 Kondensatoren in Kombination mit Vakuumpumpen.- 9.4 Berechnung von Kondensator-Pumpen-Kombinationen.- 9.4.1 Rechengang.- 9.4.2 Berechnungsbeispiele.- 9.5 Literatur.- 10 Kryotechnik und Kryopumpen.- 10.1 Einleitung.- 10.2 Kühlverfahren.- 10.2.1 Begriffe und Hauptsätze der Thermodynamik.- 10.2.2 Spezielle Kühlprozesse.- 10.2.2.1 Joule-Thomson-Entspannung; Linde-Verfahren.- 10.2.2.2 Expansionsmaschinen.- 10.2.2.3 Claude-Verfahren.- 10.2.2.4 Stirling-Verfahren.- 10.2.2.5 Gifford-McMahon-Verfahren.- 10.2.3 Allgemeine Kriterien für Kälteanlagen.- 10.3 Stoffeigenschaften bei tiefen Temperaturen.- 10.3.1 Kältemittel.- 10.3.2 Werkstoffe.- 10.4 Temperaturmessung.- 10.4.1 Temperaturskalen.- 10.4.2 Gasthermometer.- 10.4.3 Dampfdruckthermometer.- 10.4.4 Widerstandsthermometer.- 10.4.5 Halbleiter-Dioden.- 10.4.6 Akustisches Thermometer.- 10.4.7 Kapazitives Thermometer.- 10.4.8 Thermoelemente.- 10.4.9 Kontaktieren von Temperaturmeßfühlern.- 10.4.10 Kalibrieren von Sekundärthermometern.- 10.5 Kryostatentechnik.- 10.5.1 Badkryostate.- 10.5.2 Verdampferkryostate.- 10.5.3 Refrigeratorkryostate.- 10.5.4 3He-Kryostate und 3He/4He-Mischkryostate.- 10.5.4.1 Der 3He-Kryostat.- 10.5.4.2 Der 3He/4He-Mischkryostat.- 10.5.5 Vakuumisolierte Leitungen.- 10.5.6 Nachfüllvorrichtungen.- 10.5.7 Temperatureinstellung und -Regelung.- 10.5.7.1 Regelventile.- 10.5.7.2 Heizungsregelung.- 10.5.8 Kältemittelverluste.- 10.5.9 Vorratsbehälter.- 10.6 Kryopumpen.- 10.6.1 Die Bindung von Gasen an Kaltflächen.- 10.6.1.1 Gaskondensation.- 10.6.1.2 Kryotrapping und Kryosorption.- 10.6.2 Kenngrößen einer Kryopumpe.- 10.6.2.1 Startdruck pst.- 10.6.2.2 Enddruck pend.- 10.6.2.3 Saugvermögen S.- 10.6.2.4 Standzeit tB.- 10.6.2.5 Kapazität (maximale Gasaufnahme) C.- 10.6.2.6 Wärmeübertragung auf die Kaltfläche.- 10.6.2.7 Wärmeleitfähigkeit der Kondensate.- 10.6.2.8 Wachstumsgeschwindigkeit der Kondensatschicht.- 10.6.3 Konstruktionsprinzipien.- 10.6.3.1 Bad-Kryopumpen.- 10.6.3.2 Verdampfer-Kryopumpen.- 10.6.3.3 Kryopumpen mit Kältemaschine (Refrigerator-Kryopumpen).- 10.6.4 Anwendungsbeispiele.- 10.6.4.1 Kryopumpen in der Kernfusionstechnik.- 10.6.4.2 Kryopumpen in der Raumfahrttechnik.- 10.6.4.3 Kryopumpen in Teilchenbeschleunigern.- 10.6.4.4 Kryopumpen in industriellen Anlagen.- 10.6.5 Entwicklungstendenzen für die Kryopumpe.- 10.7 Literatur.- 11 Vakuummeßgeräte und Lecksuchgeräte.- 11.1 Druck- und Teilchenanzahldichte; Übersicht.- 11.2 Mechanische Vakuummeter.- 11.2.1 Prinzip und Einteilung.- 11.2.2 Röhrenfedervakuummeter.- 11.2.3 Kapselfedervakuummeter.- 11.2.4 Membranvakuummeter.- 11.2.5 Membran-Differenzdruck-Vakuummeter mit hoher Empfindlichkeit.- 11.2.6 Reibungsvakuummeter mit rotierender Kugel.- 11.2.6.1 Meßanordnung und Meßprinzip.- 11.2.6.2 Bremsung durch Gasreibung.- 11.2.6.3 Durchführung der Messung.- 11.2.6.4 Grenzen des Meßbereichs.- 11.2.6.5 Fehlerquellen. Unsicherheit des Meßergebnisses.- 11.2.7 Druckschalter und Druckregler.- 11.3 Flüssigkeitsmanometer.- 11.3.1 Offenes Flüssigkeitsmanometer.- 11.3.2 U-Rohr-Manometer (geschlossenes Flüssigkeitsmanometer).- 11.3.3 Kompressions-Vakuummeter nach McLeod.- 11.4 Wärmeleitungsvakuummeter.- 11.4.1 Prinzip.- 11.4.2 Betriebsweise.- 11.4.3 Wärmeleitungsvakuummeter mit konstanter Drahttemperatur.- 11.4.4 Wärmeleitungsvakuummeter mit konstanter Heizung.- 11.4.5 Hinweise zur Verwendung von Wärmeleitungsvakuummetern.- 11.5 Ionisationsvakuummeter.- 11.5.1 Prinzip und Einteilung.- 11.5.2 Glühkathoden-Ionisationsvakuummeter.- 11.5.2.1 Konzentrische Triode.- 11.5.2.2 Feinvakuum-Ionisationsvakuummeter.- 11.5.2.3 Bayard-Alpert-Vakuummeter.- 11.5.2.4 Extraktor-Ionisationsvakuummeter.- 11.5.2.5 Andere Glühkathoden-Ionisationsvakuummeter.- 11.5.3 Kaltkathoden-Ionisationsvakuummeter.- 11.5.3.1 Penning-Vakuummeter.- 11.5.3.2 Andere Kaltkathodenvakuummeter.- 11.5.4 Allgemeine Hinweise.- 11.6 Partialdruckmeßgeräte.- 11.6.1 Allgemeines.- 11.6.2 Magnetisches Sektorfeld-Massenspektrometer,.- 11.6.3 Omegatron.- 11.6.4 Quadrupol-Massenspektrometer.- 11.7 Lecksuchgeräte.- 11.7.1 Allgemeines.- 11.7.2 Massenspektrometer-Lecksuchgeräte.- 11.7.3 Technische Ausführungen von Heliumlecksuchgeräten.- 11.7.3.1 Helium-Lecksucher mit doppelt fokussierendem Massen-spektrometer.- 11.7.3.2 Heliumlecksucher nach dem Gegenstromprinzip.- 11.7.4 Halogenleckdetektor.- 11.7.4.1 Halogendetektorsonden.- 11.7.4.2 Halogenschnüffel-Lecksucher.- 11.8 Kalibrieren von Vakuummetern.- 11.8.1 Grundlagen.- 11.8.2 Kalibrieren durch Vergleichsmessung.- 11.8.3 Bestimmung des Druckes durch statische Expansion.- 11.8.4 Dynamische Kalibrieranordnungen.- 11.8.5 Erzeugung von sehr niedrigen Kalibrierdrücken mittels der Molekularstrahlmethode.- 11.8.6 Druckskalen.- 11.9 Literatur.- 12 Lecksuchtechnik.- 12.1 Überblick.- 12.1.1 Größe eines Lecks. Leckrate.- 12.1.2 Leckarten.- 12.1.2.1 Porenlecke.- 12.1.2.2 Lecke in lösbaren und nichtlösbaren Verbindungen.- 12.1.2.3 Virtuelle oder scheinbare Lecke.- 12.1.3 Lecksuchverfahren.- 12.2 Überdruckverfahren.- 12.2.1 Überdrucklecksuche durch Druckabfallmessung.- 12.2.2 Überdrucklecksuche durch Blasentest.- 12.2.3 Überdrucklecksuche durch Seifenblasen test.- 12.2.4 Überdrucklecksuche durch Abdrücken mit Flüssigkeiten.- 12.2.5 Überdrucklecksuche mit chemischen Verfahren.- 12.2.6 Überdrucklecksuche mit halogenhaltigen Gasen.- 12.2.7 Überdrucklecksuche mit Helium. Trägergasprinzip.- 12.2.8 Kritische Wertung der Lecksuchmethoden mit Überdruck.- 12.3 Lecksuchverfahren bei Vakuum.- 12.3.1 Druckanstiegsmessung.- 12.3.2 Seifenblasentest.- 12.3.3 Unterdrucklecksuche mit Hochfrequenzvakuumprüfer.- 12.3.4 Unterdrucklecksuche mit Halogendetektoren.- 12.3.5 Unterdrucklecksuche mit dem Heliumlecksucher (Leckdetektor).- 12.4 Testlecke für Lecksuchgeräte.- 12.4.1 Testlecke ohne Gasvorrat (Kapillarleck).- 12.4.2 Testlecke mit Heliumvorrat (Diffusionsleck).- 12.4.3 Kalibrieren von He-Testlecken.- 12.4.4 Halogentestleck für Überdrucklecksuche.- 12.5 Allgemeine Hinweise für die Lecksuche.- 12.6 Lecksuchtechnik in der Serienfertigung.- 12.6.1 Industrielle Dichtheitsprüfung.- 12.6.2 Anforderungen an eine Dichtheitsprüfanlage.- 12.6.3 Aufbau einer Helium-Dichtheitsprüfanlage.- 12.6.4 Vollautomatische (integrale) Lecksuche.- 12.6.5 (Halbautomatische) lokalisierende Lecksuche.- 12.6.6 Dichtheitsprüfung kleiner Massengüter.- 12.6.7 Anwendungsbereiche.- 12.7 Literatur.- 13 Werkstoffe.- 13.1 Allgemeine Gesichtspunkte und Einteilung.- 13.1.1 Anforderungen und Auswahl.- 13.1.2 Einteilung der Werkstoffe (nach ihrer Verwendung).- 13.2 Die Werkstoffe im einzelnen.- 13.2.1 Metalle.- 13.2.1.1 Aufbau und Herstellung.- 13.2.1.2 Die wichtigsten Metalle Normalstahl, Edelstahl, Stahl-Sonderlegierungen, Titan, Aluminium, Kupfer, Quecksilber, Silber und Gold, Indium.- 13.2.2 Technische Gläser.- 13.2.2.1 Allgemeines.- 13.2.2.2 Eigenschaften der wichtigsten Gläser Weichgläser, Hartgläser, Quarzglas, Sinterglas, Auskristallisierte Gläser.- 13.2.2.3 Verwendung von Glas in der Vakuumtechnik.- 13.2.3 Keramische Werkstoffe.- 13.2.3.1 Allgemeines.- 13.2.3.2 Eigenschaften der wichtigsten keramischen Werkstoffe Silikat-Keramiken, Reinoxid-Keramiken, Glaskeramik, Saphir.- 13.2.3.3 Verwendung von Keramik in der Vakuumtechnik.- 13.2.3.4 Zeolith.- 13.2.4 Kunststoffe.- 13.2.4.1 Allgemeines.- 13.2.4.2 Eigenschaften der wichtigsten Kunststoffe Elastomere, Thermoplaste, Duroplaste.- 13.2.5 Fette.- 13.2.6 Öle.- 13.2.7 Gase.- 13.2.8 Kühlmittel.- 13.3 Gasdurchlässigkeit.- 13.3.1 Gasdurchlässigkeit von Metallen.- 13.3.2 Gasdurchlässigkeit von Gläsern und Keramiken.- 13.3.3 Gasdurchlässigkeit von Kunststoffen.- 13.4 Gasabgabe.- 13.4.1 Sättigungsdampfdruck.- 13.4.2 Desorption von der Oberfläche.- 13.4.3 Diffusion aus dem Inneren.- 13.4.4 Diffusion aus dem Inneren und Permeation.- 13.4.5 Richtwerte für die Gesamtgasabgaberate.- 13.5 Literatur.- 14 Bauelemente der Vakuumtechnik und ihre Verbindungen.- 14.1 Nichtlösbare Verbindungen.- 14.1.1 Schweißverbindungen.- 14.1.2 Lötverbindungen.- 14.1.3 Verschmelzungen.- 14.1.4 Verbindungen mit Metallisierung.- 14.1.5 Verbindungen durch Kleben.- 14.2 Lösbare Verbindungen.- 14.2.1 Dichtungsmittel.- 14.2.2 Kraftbedarf.- 14.2.3 Schliffe.- 14.2.4 Flanschverbindungen.- 14.2.4.1 Kleinflanschverbindungen.- 14.2.4.2 Schraubflanschverbindungen.- 14.2.4.3 Steckverbindungen.- 14.3 (Vakuum-)Behälter.- 14.3.1 Bemessung der Wanddicke.- 14.3.2 Doppelwandige Behälter.- 14.4 Durchführungen.- 14.4.1 Mechanische Durchführungen.- 14.4.2 Stromdurchführungen.- 14.4.3 Durchführungen für Flüssigkeiten und Gase.- 14.4.4 Einblickfenster (Schaugläser).- 14.4.5 Schmieren im Vakuum.- 14.5 Flexible Verbindungsstücke.- 14.6 Absperrorgane (Ventile).- 14.6.1 Aufbau, Typen, Benennung.- 14.6.2 Betätigungsarten.- 14.6.3 Abdichtungen.- 14.6.4 Eckventile.- 14.6.5 Durchgangsventile.- 14.6.6 Gaseinlaßventile.- 14.6.7 Sonderbauarten UF6-Ventile, Schnellschlußventile.- 14.7 Literatur.- 15 Arbeitstechnik in den einzelnen Druckbereichen.- 15.1 Allgemeine Hinweise.- 15.1.1 Enddruck pend bzw. Betriebsenddruck pB,einer Vakuumpumpe.- 15.1.2 Enddruck einer Vakuumapparatur oder -anlage pend,A.- 15.1.3 Arbeitsdruck Parb.- 15.1.4 Arbeitsdruck, bedingt durch den Prozeßgasstrom.- 15.1.5 Arbeitsdruck, bedingt durch verdampfende Substanzen.- 15.1.6 Arbeitsdruck, bedingt durch Entgasung (Desorption und Ausgasung).- 15.1.7 Arbeitsdruck, bedingt durch den Permeationsgasstrom.- 15.1.8 Arbeitsdruck, bedingt durch den Leckgasstrom.- 15.1.9 Die trockene, saubere und dichte Vakuumapparatur.- 15.2 Arbeitstechnik im Grobvakuum (1013 l mbar).- 15.2.1 Überblick.- 15.2.2 Aufbau einer Grobvakuumanlage oder -apparatur.- 15.2.3 Pumpen. Art und Saugvermögen.- 15.2.4 Pumpstände für Grobvakuum.- 15.2.5 Druckmessung im Grobvakuum.- 15.2.6 Auspumpzeit im Grobvakuum.- 15.2.7 Belüften.- 15.3 Arbeitstechnik im Feinvakuum (1 10?3mbar).- 15.3.1 Überblick.- 15.3.2 Aufbau einer Feinvakuumapparatur.- 15.3.3 Pumpen. Art und Saugvermögen.- 15.3.4 Druckmessung.- 15.3.5 Auspumpzeit und Enddruck.- 15.3.6 Belüften.- 15.3.7 Feinvakuumpumpstände.- 15.4 Arbeitstechnik im Hochvakuum (10?3 10?7mbar).- 15.4.1 Aufbau einer Hochvakuumapparatur oder -anlage.- 15.4.2 Pumpen. Art und Saugvermögen.- 15.4.3 Druckmessung im Hochvakuum.- 15.4.3.1 Hinweise zur Verwendung von Vakuummeßröhren.- 15.4.3.2 Wärmeleitungsvakuummeter-Meßröhren.- 15.4.3.3 Heißkathoden-Ionisationsvakuummeter-Meßröhren.- 15.4.4 Hochvakuumpumpstände.- 15.4.4.1 Vorvakuumbeständigkeit und Wahl der Vorpumpe.- 15.4.4.2 Ventilloser Betrieb.- 15.4.4.3 Pumpstand mit Umwegleitung.- 15.4.4.4 Vorvakuumbehälter und Haltepumpe.- 15.4.4.5 Der vollautomatische Hochvakuumpumpstand.- 15.4.5 Auspumpzeit und Belüften.- 15.5 Arbeitstechnik im Ultrahochvakuum (p < 10?7mbar).- 15.5.1 Überblick.- 15.5.2 Aufbau der UHV-Apparatur.- 15.5.3 Pumpen. Art und Saugvermögen.- 15.5.3.1 Adsorptionspumpen.- 15.5.3.2 Ionenzerstäuberpumpen.- 15.5.3.3 Titanverdampferpumpen.- 15.5.3.4 Turbomolekularpumpen.- 15.5.3.5 Kryopumpen.- 15.5.4 Druckmessung.- 15.5.5 Auspumpzeit, Enddruck und Evakuierungstechnik.- 15.5.6 Belüften..- 15.5.7 Ultrahochvakuum-(UHV-)Pumpstände.- 15.5.7.1 Ultrahochvakuum-CUHV-)Bauelemente.- 15.5.7.2 Ultrahochvakuum-(UHV-)Pumpstände.- 15.6 Literatur.- 16 Anhang.- 16 Anhang.- 16.A Tabellen.- 16.B Diagramme.- 16.C Erläuterung einiger häufig verwendeter Abkürzungen.- 16.D Größen und Einheiten.- 16.E Formelzeichen (Symbole) häufiger verwendeter physikalischer Größen und deren SI-Einheiten.- Sachwortverzeichnis.

O autorze

Prof. Dr. Hermann Adam lehrt Politikwissenschaft am Otto-Suhr-Institut der Freien Universität Berlin und am Sozialwissenschaftlichen Institut der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf.