Research and Development - Brochure
Vakuum er kernen i forskning og udvikling.
Fra banebrydende områder som højenergifysik og rumsimulering til mere græsrodsapplikationer, hvor vakuumpumper er afgørende for eksperimenter på universiteter og private laboratorier.
Hos Edwards skaber vi vakuumteknologi, der opfylder netop disse krav, gennem standardløsninger eller skræddersyede løsninger. Fra indledende rådgivning om modellering og specifikationer til implementering og support leverer vi sikre, stabile vakuummiljøer, der holder trit med de komplekse og skiftende krav til både analyse og opdagelse.
Vi tilbyder et komplet sortiment af vakuumpumper og målere fra atmosfære til ultrahøjt vakuum (UHV) og videre til ekstremt højt vakuum (XHV):
- Vores sortiment af både tørtløbende og olieforseglede primære pumper er blevet branchestandarden på grund af deres høje pålidelighed, ydeevne og servicevenlighed.
- Til applikationer, der kræver højt vakuum, leverer vores omfattende sortiment af turbomolekylære pumper med hybridlejer og magnetisk levitation pumpehastigheder fra 47 til 4.300 ls -1.
- Til anvendelser, der involverer UHV og XHV, tilbyder vi et omfattende udvalg af ionopsamlingspumper samt ikke-fordampelige getter- og titaniumsublimationspumper, der opnår tryk på 10-11 mbar eller lavere.
Vakuumsystemer til højenergifysik
Vakuumsystemer til synchrotrons, cyklotrons og linacs
Forskning i højenergifysik (HEP), også kaldet partikelfysik, er en gren af fysikken, der undersøger de grundlæggende partikler og interaktionerne mellem dem ved ekstremt høje energier. HEP-forskning involverer typisk brugen af partikelacceleratorer. Disse store anlæg leverer videnskabelige instrumenter, der accelererer partikler til meget høje hastigheder og derefter kolliderer dem med andre partikler eller mål. Ved at analysere de partikler, der produceres i disse kollisioner, kan forskere lære om de grundlæggende partiklers egenskaber og adfærd og deres interaktioner. Andre HEP-eksempler omfatter synkrotroner, der producerer fotoner med høj intensitet og sammenhængende fotoner, der f.eks. anvendes til bestemmelse af komplekse molekylære strukturer som proteiner.
Ud over højenergifysisk forskning, der har ført til mange vigtige videnskabelige opdagelser gennem årene, har det også bidraget til udviklingen af teknologier som medicinsk billeddannelse og kræftbehandling.
I HEP bruges vakuumniveauer på UHV eller derunder til at fjerne resterende gasmolekyler fra de accelererede partiklers vej. Ellers medfører disse, at partiklerne mister energi og ændrer retning gennem gasmolekyle-partikel-spredning. UHV er derfor påkrævet for at opretholde en stabil og kontrolleret partikelstråle.
Vakuumsystemer til højtydende laserstråler
Laserstråler med høj effekt bruges i stigende grad til at undersøge en lang række områder, fra nye områder inden for grundlæggende fysik til anvendelser inden for medicinsk videnskab, undersøgelse af solmaterialer og håndtering af nukleare materialer.
Disse laserstråler skal bevæge sig gennem flere forstærkere for at producere kraftige impulser i de korteste tidsintervaller (10-18 sekunder eller mindre). De store vakuumsystemer, der er nødvendige for at betjene disse højintensive laserstråler, er meget komplekse i deres design; vakuumstabilitet er af største vigtighed.
Hos Edwards har vi specialiseret os i vakuummodellering med vores unikke værktøjer, teknikker og store erfaring. Dette giver os mulighed for at vælge de korrekte rør- og pumpekonfigurationer for at sikre, at installationen opfylder vakuumkravene i vores kunders eksperimenter.
Vakuumsystemer til gravitationsbølgedetektion
Tyngdekraftsbølger er bølger i rum-tid-krumningen, der formerer sig som en bølge og bevæger sig udad fra en kilde som et binært stjernesystem. Detektion af disse bølger hjælper med at bekræfte forklaringen på tyngdekraften som forudsagt af Einsteins relativitetsteori. Disse bølger detekteres ved hjælp af komplekse interferometre på jorden og potentielt i rummet.
Det er afgørende, at observatorierne, hvor interferometrene er placeret, er helt rene og ekstremt stabile, da de er meget følsomme over for selv de mindste vibrationer.
Hele interferometeret skal derfor forblive så optisk perfekt som muligt. Eventuelle restgasser vil påvirke målingen, så lysstrålen skal fungere under ultrahøje vakuumforhold.
Vi har leveret interferometre over hele verden med ultrahøjvakuumpumper. Virgo-detektoren i Italien er afhængig af XDS-tørscrollpumper til sine eksperimentelle opsætninger, herunder præevakuering og bagning af store kamre. Virgo har to 3 km lange rør, hver med en diameter på 1,2 m, som er de største ultrahøjvakuum-gravitationsbølgefartøjer i Europa og det næststørste i verden.
Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) er et storstilet fysikeksperiment med observatorier placeret på 2 steder, der er 3.000 km fra hinanden: Hanford S, Washington og Livingston, Louisiana, USA. De var de første til at detektere kosmiske gravitationsbølger og udvikle gravitationsbølgeobservationer som et astronomisk værktøj. Vi har samarbejdet med LIGO i over 20 år og leverer oliefrie tørpumper og STP magnetisk leviterede turbomolekylære pumper.
Vakuumsystemer til forskning i nuklear fusion
Kernefusion er processen med at kombinere kerner for at producere et element med en højere atommasse. Når atomkerner kombineres, frigiver de en stor mængde energi, som kan være en energikilde.
Forskning på dette område involverer magnetisk indeslutningsfusionsbaserede forsøg på at genskabe en reaktion, der ligner den, der forekommer i solen, ved at smelte to isotoper af brint, deuterium og tritium, for at skabe helium og energiske neutroner. I magnetiske indeslutningsfusionsreaktorer skal gasmolekylerne opvarmes til meget høje temperaturer på op til 100 millioner grader Celsius for at skabe et kontrolleret plasma.
Forskning i kernefusion indebærer i vid udstrækning forståelse af plasmas adfærd.
En af de største udfordringer, som fusionsforskere og ingeniører står over for, er evnen til at opretholde plasma ved at opretholde det rigtige vakuumtryk. Derfor er der behov for effektive vakuumsystemer i stor skala, der sikrer en ultrahøj vakuumplatform i de store reaktorbeholdere og også i det kryogene system, der omgiver de superledende magnetfeltspoler, der skaber høje magnetfelter til at begrænse plasmaet. Meget høje temperaturer, ioniserende stråling og høje magnetfelter er betydelige udfordringer for vakuumpumper og instrumentering og andet hardware.
For at imødekomme disse konstant skiftende krav har vi hos Edwards designet og udviklet en særlig skræddersyet pumpe, der er baseret på vores nEXT-turbomolekylære pumpeteknologi, som er i stand til at levere en betydeligt øget magnetfeltmodstand sammen med fleksibiliteten i slutbrugerens servicevenlighed.
Inert indeslutningsfusion er en anden metode til at skabe kontrollerede plasmaer. Edwards er ligeledes involveret i at levere kompatible vakuumteknologier.
Vakuumpumper til laboratorier og forskningsfaciliteter
Fra det mindste skolelaboratorium til internationale forsknings- og udviklingsprojekter letter vakuum uddannelsesmæssig udvikling og videnskabelig udvikling over hele verden. Uanset om du er på udkig efter en enkelt pumpe eller en komplet pumpeløsning, står vores eksperter klar til at guide dig gennem udvælgelsesprocessen i hvert eneste trin.
Universiteter udfører en lang række aktiviteter, der kræver vakuum. Disse vil variere afhængigt af disciplin og afdeling.
Eksempler på typisk vakuum, der anvendes i universitetsafdelinger, omfatter:
Kemi
for at lette reaktioner under vakuumforhold, opgaver som fordampning af opløsningsmidler og destillation.
Fysik og materialevidenskab
til en lang række eksperimentelle opsætninger, til undersøgelse af gasser eller plasmadynamik, til analyse af prøveoverflader i kontrollerede UHV-miljøer eller til udvikling af kvanteteknologier.
Ingeniør- og maskinindustrien
f.eks. til studier inden for luftfart og tribologi.
Biologi
til anvendelser som filtrering, frysetørring og klargøring af elektronmikroskopiprøver.
Miljømæssig viden
til analyse af luftprøver, overvågning af forureningsniveauer eller forskning i kulstofopsamling i kontrollerede miljøer.
Astronomi
til belægning af teleskopspejle og fremstilling af vigtige komponenter.
Geologi
til opgaver som analyse af stabile isotoper og udvinding af væsker fra geologiske prøver.
Medicinsk og biomedicinsk videnskab
i applikationer som frysetørring af farmaceutiske prøver og avancerede billeddannelsesteknikker.
Nanoteknologi
at skabe kontrollerede miljøer til fremstilling og karakterisering af materialer og enheder i nanoskala, herunder næste generation af halvlederteknologier.
Vakuumpumper til handskerum
Vakuumpumper bruges i handskerum til at skabe og opretholde en kontrolleret atmosfære til håndtering af luftfølsomme materialer samt til at holde eksperimentøren sikker. Disse lukkede arbejdsområder forhindrer kontaminering, som er afgørende for arbejdet med produkter som halvledere, nanomaterialer og biologiske prøver. I videnskabelig forskning og udvikling letter vakuumhandskebokse syntesen af nye forbindelser, samlingen af komplicerede enheder og udforskningen af banebrydende processer, der kræver omhyggeligt kontrollerede vakuumforhold.
Fremadrettet er de potentielle anvendelsesområder for vakuumhandskebokse enorme, lige fra fremskridt inden for kvantecomputerkomponenter til forbedring af rene energiteknologier, hvilket understreger deres afgørende rolle i at fremme innovation på tværs af forskellige forskningsområder.
Vakuumpumper til eksperimentel belægning
Vakuumpumper anvendes ofte i eksperimentelle belægningsprocesser til at skabe og opretholde et vakuummiljø under aflejring af forskellige typer belægninger, såsom tynde film, belægninger til solceller og beskyttende belægninger til elektronisk udstyr.
Generelt indebærer processerne, at det substrat, der skal belægges, placeres i et vakuumkammer. Vakuumpumpen bruges derefter til at fjerne luft og andre gasser fra kammeret og skabe et lavtryksmiljø. Når kammeret er tømt til det ønskede tryk, føres belægningsmaterialet ind i kammeret i form af en gas eller damp. Vakuum er afgørende for at opretholde ensartede og reproducerbare forhold. Belægningsmaterialet klæber til underlagets overflade og danner en tynd film.
Der findes forskellige typer vakuumpumper, der anvendes i eksperimentelle belægningsprocesser, såsom lamelpumper, membranpumper og turbomolekylære pumper. Hver type pumpe har sine egne fordele og ulemper, og valget af pumpe afhænger i høj grad af størrelsen på vakuumbelægningsbeholderen og de specifikke krav til belægningsprocessen.
Vakuumudstyr til korrosive miljøer
Selvom du har brug for vakuumudstyr til korrosive anvendelser, kan du stole på os. Kemiske laboratorier bruger typisk vakuum til enten at fjerne stoffer ved fordampning eller til at stoppe reaktioner.
Der leveres vakuumudstyr med god korrosionsbestandighed, damphåndteringsegenskaber og ATEX-klassificeringer.
Vakuumudstyr til kvantecomputere
Quantum computing er afhængig af brugen af quantum bits, eller qubits, som kan eksistere i en overlejring af flere tilstande samtidigt. Disse tilstande er ekstremt skrøbelige og kan nemt forstyrres af selv små mængder interferens fra deres omgivelser.
For at beskytte mod denne interferens og for at opnå de superledende tilstande, der kræves for at skabe qubits, anvendes kvantecomputere typisk ved ekstremt lave temperaturer, der nærmer sig absolut nul.
Ionfangede kvantecomputere kræver omhyggelig kontrol af deres miljø for at opretholde deres kvantetilstande. Dette kræver brug af XHV-vakuum. Photonics-baserede kvantecomputere kræver desuden skræddersyet kryogenics.
Vakuum er også afgørende ved fremstilling og samling af enheder til kvantesensorer og kommunikationshardware.
Vakuumudstyr til rumforskning
Siden dens opståen i 1960'erne er rumforskning i stor skala stadig ekstremt dyr og skal simulere de mest fjendtlige miljøer, man kender til.
En gang i kredsløb er det ofte umuligt at reparere eller udskifte komponenter, og af disse grunde er det afgørende, at rumprojekter intensivt tester de teknologier, der vil blive anvendt, fra hele satellitter, rumfartøjer og ned til hver enkelt komponent.
Vores vakuumteknologier simulerer rumlignende forhold på jorden, der gør det muligt at udføre et spektrum af test, såsom strålingsmodstand, høje temperaturområder og materialekompatibilitet.
- Primære og UHV-pumper bruges til at kopiere vakuummet i lagene i jordens atmosfære til det i interstellarrummet ved tryk under 10-10 mbar.
- Kryovakuum- og kølesystemer simulerer de ekstremt kolde miljøer på -80 °C eller lavere, som rumudstyr skal kunne modstå.
- Varmeteknologier i vakuumkamre muliggør simulering af ekstreme solvarmebelastninger på op til +180 °C. Disse betingelser er afgørende for test af kompatibilitet og holdbarhed under start/genstart.
- Derudover findes Edwards’ vakuumteknologier i en lang række simuleringer såsom ion-thruster-, vibrationsmodstands- og rumstøvtest.
- Vores pumper er også afgørende for at levere rene, støvfri miljøer, der er nødvendige for at konstruere rumteknologier.
Ud over at levere frontlinjeteknologier, såsom vakuumpumper og kryogene løsninger, er vores fokus også at sikre, at rummarkedet har adgang til alle understøttende produkter fra lækagedetektorer, måling , komponenterog reservedele. Vi forstår, at kritisk testning kun kan opnås, hvis 100 % af din vakuumløsning er i drift.
- Brochure
High Energy Physics - Brochure
