Research and Development - Brochure
Tyhjiö on tutkimuksen ja kehityksen ytimessä.
Uraauurtavista aloista, kuten korkean energian fysiikasta ja avaruussimulaatiosta, ruohonjuurisovelluksiin, joissa tyhjiöpumput ovat kriittisen tärkeitä yliopistojen ja yksityisten laboratorioiden kokeiluissa.
Edwards kehittää tyhjiöteknologiaa vastaamaan juuri näitä vaatimuksia valmiilla tai räätälöidyillä ratkaisuilla. Tarjoamme turvallisia ja vakaita tyhjiöympäristöjä alustavasta mallinnus- ja spesifikaationeuvonnasta toteutukseen ja tukeen, jotka vastaavat monimutkaisiin ja kehittyviin vaatimuksiin sekä analysoinnissa että löytämisessä.
Tarjoamme kattavan valikoiman tyhjiöpumppuja ja mittareita ilmakehästä ultrakorkeaan tyhjiöön (UHV) ja äärimmäisen korkeaan tyhjiöön (XHV):
- Sekä kuiva- että öljytiivisteellä varustettujen ensiöpumppujemme valikoimasta on tullut alan standardi niiden korkean luotettavuuden, suorituskyvyn ja huollettavuuden ansiosta.
- Kattava valikoimamme hybridilaakeri- ja magneettilevitaatioturbomolekyylipumppuja tarjoaa pumppausnopeuksia 47-4 300 ls -1.
- UHV- ja XHV-sovelluksiin tarjoamme kattavan valikoiman ionien talteenottopumppuja sekä haihtumattomia getter- ja titaanisublimaatiopumppuja, joiden paine on 10-11 mbar tai vähemmän.
Suuren energian fysiikan tyhjiöjärjestelmät
Tyhjiöjärjestelmät synkrotroneille, syklotroneille ja linakeille
Korkeaenergiafysiikan (HEP) tutkimus, joka tunnetaan myös nimellä hiukkasfysiikka, on fysiikan ala, jossa tutkitaan perushiukkasia ja niiden välisiä vuorovaikutuksia äärimmäisen korkeilla energioilla. HEP-tutkimuksessa käytetään tyypillisesti hiukkaskiihdyttimiä . Näissä suurissa laitoksissa on tieteellisiä instrumentteja, jotka kiihdyttävät hiukkaset erittäin suurille nopeuksille ja törmäävät sitten muihin hiukkasiin tai kohteisiin. Analysoimalla törmäyksissä syntyviä hiukkasia tutkijat voivat oppia perushiukkasten ominaisuuksista ja käyttäytymisestä sekä niiden vuorovaikutuksista. Muita esimerkkejä HEP:stä ovat synkrotronit, jotka tuottavat voimakkaita ja koherentteja fotoneja, joita käytetään esimerkiksi monimutkaisten molekyylirakenteiden, kuten proteiinien, määrityksessä.
Energisen fysiikan tutkimuksen lisäksi, joka on johtanut vuosien varrella moniin tärkeisiin tieteellisiin löytöihin, se on vaikuttanut myös esimerkiksi lääketieteellisen kuvantamisen ja syövänhoidon teknologioiden kehittämiseen.
HEP:ssä UHV:n tai sitä alhaisempia tyhjiötasoja käytetään kaasumolekyylien poistamiseen kiihdytettävien hiukkasten reitiltä. Muutoin hiukkaset menettävät energiaa ja muuttavat suuntaa kaasumolekyylien ja hiukkasten hajottamisen kautta. UHV on siksi välttämätön vakaan ja hallitun hiukkassäteen ylläpitämiseksi.
Tyhjiöjärjestelmät suuritehoisille lasersäteille
Suurtehoisia lasersäteitä käytetään yhä useammin monilla eri aloilla perusfysiikan uusista aloista lääketieteen sovelluksiin, aurinkomateriaalien tutkimukseen ja ydinmateriaalien hallintaan.
Näiden lasersäteiden on kuljettava useiden vahvistimien läpi, jotta ne tuottavat tehokkaita pulsseja lyhyin aikavälein (10-18 sekuntia tai vähemmän). Suuret tyhjiöjärjestelmät, joita tarvitaan näiden voimakkaiden lasersäteiden käyttöön, ovat erittäin monimutkaisia. Tyhjiön vakaus on ensiarvoisen tärkeää.
Me Edwardsilla olemme erikoistuneet tyhjiömallinnukseen ainutlaatuisten työkalujemme, tekniikoidemme ja laajan kokemuksemme avulla. Näin voimme valita oikeat putkisto- ja pumppukokoonpanot varmistaaksemme, että asennus täyttää asiakkaidemme kokeiden tyhjiövaatimukset.
Tyhjiöjärjestelmät painovoima-aaltojen tunnistukseen
Painovoima-aallot ovat avaruus-aikakaarevuuden aaltoja, jotka etenevät aaltoina lähteestä, kuten binaarisesta tähtijärjestelmästä, ulospäin. Näiden aaltojen havaitseminen auttaa vahvistamaan painovoiman selityksen Einsteinin suhteellisuusteorian ennustaman mukaisesti. Nämä aallot havaitaan monimutkaisilla interferometreillä maassa ja mahdollisesti avaruudessa.
On tärkeää, että interferometrien observatoriot ovat täysin puhtaita ja erittäin vakaita, sillä ne ovat erittäin herkkiä pienimmillekin tärinöille.
Siksi koko interferometrin on pysyttävä mahdollisimman optisesti täydellisenä. Kaikki jäännöskaasu vaikuttaisi mittaukseen, joten valokeilan on toimittava erittäin korkean tyhjiön olosuhteissa.
Olemme toimittaneet interferometreihin eri puolilla maailmaa erittäin korkean alipaineen pumppuja. Italiassa sijaitseva Virgo-ilmaisin luottaa XDS-kuivaspiraalipumppuihin kokeellisissa kokoonpanoissaan, mukaan lukien esityhjennys ja suurten kammioiden leivonta. Virgossa on kaksi 3 km pitkää putkea, joiden kummankin halkaisija on 1,2 m. Ne ovat Euroopan suurimmat ultrakorkeapaineiset gravitaatioaaltoalukset ja maailman toiseksi suurimmat.
Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) on laajamittainen fysiikan koe, jossa on 2 havaintokeskusta 3 000 km:n päässä toisistaan: Hanford S, Washington ja Livingston, Louisiana, Yhdysvallat. He havaitsivat ensimmäisenä kosmisia gravitaatioaaltoja ja kehittivät gravitaatioaaltohavaintoja astronomisena työkaluna. Olemme tehneet yhteistyötä LIGOn kanssa yli 20 vuoden ajan. Olemme toimittaneet öljyttömiä kuivapumppuja ja magneettisesti levitoituja STP-turbomolekyylipumppuja.
Tyhjiöjärjestelmät ydinfuusiotutkimukseen
Ydinfuusio on prosessi, jossa ytimet yhdistetään korkeamman atomimassan elementiksi. Yhdistyessään atomiytimet vapauttavat suuren määrän energiaa, joka voi olla energianlähde.
Tutkimuksessa pyritään magneettisen sulkufuusion avulla luomaan auringon kaltainen reaktio yhdistämällä kaksi vedyn isotooppia, deuterium ja tritium, niin että syntyy heliumia ja energisiä neutroneja. Magneettisissa sulkufuusioreaktoreissa kaasumolekyylit on lämmitettävä erittäin korkeisiin lämpötiloihin, jopa 100 miljoonaan celsiusasteeseen, jotta saadaan aikaan kontrolloitu plasma.
Ydinfuusiotutkimuksessa ymmärretään suurelta osin plasman käyttäytymistä.
Yksi fuusiotieteilijöiden ja -insinöörien suurimmista haasteista on kyky ylläpitää plasmaa ylläpitämällä oikeaa tyhjiöpainetta. Siksi tarvitaan suuria ja tehokkaita tyhjiöjärjestelmiä, jotka varmistavat erittäin korkean tyhjiötason suurissa reaktorisäiliöissä ja myös superjohtavia magneettikenttiä ympäröivässä kryogeenisessä järjestelmässä, jotka luovat suuria magneettikenttiä plasman sulkemiseksi. Erittäin korkeat lämpötilat, ionisoiva säteily ja voimakkaat magneettikentät ovat merkittäviä haasteita alipainepumpuille, instrumenteille ja muille laitteille.
Edwards on suunnitellut ja kehittänyt näiden jatkuvasti muuttuvien vaatimusten täyttämiseksi erityisen räätälöidyn pumpun, joka perustuu nEXT-turbomolekyylipumpputeknologiaamme ja joka pystyy tarjoamaan merkittävästi paremman magneettikentän kestävyyden sekä joustavuuden loppukäyttäjän huollettavuuteen.
Inertian sulkufuusio on toinen lähestymistapa hallitun plasman luomiseen. Edwards on myös mukana tarjoamassa yhteensopivia tyhjiötekniikoita.
Tyhjiöpumput laboratorioihin ja tutkimuslaitoksiin
Pienimmistä koululaboratorioista kansainvälisiin tutkimus- ja kehitysprojekteihin – tyhjiö edistää koulutusta ja tieteellistä kehitystä kaikkialla maailmassa. Etsitpä sitten yksittäistä pumppua tai täydellistä pumppausratkaisua, asiantuntijamme auttavat sinua valintaprosessin jokaisessa vaiheessa.
Yliopistot suorittavat monenlaisia tyhjiötä edellyttäviä tehtäviä, jotka vaihtelevat tieteenalojen ja osastojen mukaan.
Tyypillisiä tyhjiöitä yliopiston osastoilla ovat:
Kemia
reaktioiden helpottamiseksi tyhjiöolosuhteissa, liuottimen haihtumisen ja tislaamisen kaltaisissa tehtävissä.
Fysiikka ja materiaalitiede
monenlaisiin kokeisiin, kaasujen tai plasmadynamiikan tutkimiseen, näytteiden pintojen analysointiin kontrolloiduissa UHV-ympäristöissä tai kvanttiteknologioiden kehittämiseen.
Suunnittelu
esimerkiksi ilmailu- ja tribologian aloilla.
Biologia
esimerkiksi suodatukseen, lyofilisaatioon (lyofilisaatioon)ja elektronimikroskooppinäytteiden valmisteluun.
Ympäristötieteet
ilmanäytteiden analysointiin, saastetasojen seurantaan tai hiilidioksidin talteenottotutkimukseen valvotuissa ympäristöissä.
Astronomia
teleskooppipeilien pinnoitukseen ja kriittisten komponenttien valmistukseen.
Geologia
tehtäviin, kuten stabiilien isotooppien analysointiin ja nesteiden ottamiseen geologisista näytteistä.
Lääketiede ja biolääketiede
sovelluksissa, kuten lääkenäytteiden pakastuskuivauksessa ja kehittyneissä kuvantamistekniikoissa.
Nanoteknologia
luomaan hallittuja ympäristöjä nanomittakaavan materiaalien ja laitteiden valmistukseen ja luokitteluun, mukaan lukien seuraavan sukupolven puolijohdeteknologiat.
Alipainepumput hansikaslokeroihin
Tyhjiöpumppuja käytetään käsinelaatikoissa hallitun ilmaseoksen luomiseen ja ylläpitämiseen ilmaherkkien materiaalien käsittelyä varten sekä kokeilijan turvallisuuden varmistamiseksi. Nämä suljetut työtilat estävät kontaminaation, joka on elintärkeää esimerkiksi puolijohteiden, nanomateriaalien ja biologisten näytteiden parissa työskenneltäessä. Tieteellisessä tutkimus- ja kehitystyössä tyhjiökäsinelaatikot helpottavat uusien yhdisteiden synteesiä, monimutkaisten laitteiden kokoamista ja huipputeknologisten prosessien tutkimista, jotka edellyttävät tarkasti hallittuja tyhjiöolosuhteita.
Tulevaisuudessa tyhjiökäsinelaatikoiden mahdolliset käyttökohteet ovat laajat kvanttilaskentakomponenttien kehittämisestä puhtaan energian teknologioiden parantamiseen, mikä korostaa niiden keskeistä roolia innovaatioiden edistämisessä monilla tutkimusaloilla.
Tyhjiöpumput kokeelliseen pinnoittamiseen
Tyhjiöpumppuja käytetään yleisesti kokeellisissa pinnoiteprosesseissa luomaan ja ylläpitämään tyhjiöympäristöä erityyppisten pinnoitteiden, kuten ohuiden kalvojen, aurinkokennojen pinnoitteiden ja elektronisten laitteiden suojapinnoitteiden, laskemisen aikana.
Yleensä prosesseissa pinnoitettava substraatti asetetaan tyhjiökammioon. Tyhjiöpumppua käytetään sitten ilman ja muiden kaasujen poistamiseen kammiosta, jolloin syntyy matalapaineinen ympäristö. Kun kammio on tyhjennetty haluttuun paineeseen, pinnoitemateriaali syötetään kammioon kaasun tai höyryn muodossa. Tyhjiö on ratkaisevan tärkeä yhtenäisten ja toistettavien olosuhteiden ylläpitämiseksi. Pinnoitemateriaali tarttuu alustan pintaan ja muodostaa ohuen kalvon.
Kokeellisissa pinnoiteprosesseissa käytetään erityyppisiä tyhjiöpumppuja, kuten siipipumppuja, kalvopumppuja ja turbomolekyylipumppuja. Jokaisella pumpputyypillä on omat etunsa ja haittansa, ja pumpun valinta riippuu suuresti tyhjiöpinnoitussäiliön koosta ja pinnoitusprosessin erityisvaatimuksista.
Tyhjiölaitteet syövyttäviin ympäristöihin
Voit luottaa meihin, vaikka tarvitset tyhjiölaitteita syövyttäviin sovelluksiin. Kemian laboratoriot käyttävät tyypillisesti tyhjiötä joko aineiden poistamiseen haihduttamalla tai reaktioiden pysäyttämiseen.
Tarjolla on imulaitteita, joilla on hyvä korroosionkestävyys, höyrynkäsittelyominaisuudet ja ATEX-luokitukset.
Tyhjiölaitteet kvanttilaskentaan
Kvanttilaskenta perustuu kvanttibittien eli qubittien käyttöön, joita voi olla useiden tilojen päällekkäisyydessä samanaikaisesti. Nämä tilat ovat äärimmäisen hauraita, ja jopa pienet ympäristön häiriöt voivat helposti häiritä niitä.
Kvanttitietokoneita käytetään yleensä äärimmäisen alhaisissa lämpötiloissa, jotka lähestyvät absoluuttista nollaa, jotta ne voivat suojautua tältä häiriöltä ja saavuttaa superjohtavat tilat, joita tarvitaan qubittien luomiseen.
Loukkuun jääneet kvanttitietokoneet vaativat ympäristönsä huolellista hallintaa kvanttitilojen ylläpitämiseksi. Tämä edellyttää XHV-tyhjiön käyttöä. Photonics-pohjaiset kvanttitietokoneet edellyttävät lisäksi räätälöityä kryogeniikkaa.
Tyhjiö on ratkaisevan tärkeää myös kvanttianturien ja tiedonsiirtolaitteiden valmistuksessa ja kokoonpanossa.
Tyhjiölaitteet avaruustutkimukseen
1960-luvulta lähtien laajamittainen avaruustutkimus on ollut äärimmäisen kallista, ja sen on simuloitava ihmisen tuntemia vihamielisimpiä ympäristöjä.
Kun komponentit ovat kiertoradalla, niiden korjaaminen tai vaihtaminen on usein mahdotonta. Siksi on tärkeää, että avaruushankkeet testaavat voimakkaasti käytettäviä teknologioita aina kokonaisista satelliiteista ja avaruusaluksista aina yksittäisiin komponentteihin asti.
Tyhjiöteknologiamme simuloivat avaruuden kaltaisia olosuhteita maapallolla, mikä mahdollistaa erilaisten testien tekemisen, kuten säteilynkestävyyden, korkeiden lämpötila-alueiden ja materiaalien yhteensopivuuden.
- Ensiö- ja UHV-pumppuja käytetään jäljittelemään Maan ilmakehän kerrosten tyhjiötä tähtienväliseen tilaan alle 10-10 mbarin paineilla.
- Kryotyhjiö- ja jäähdytysjärjestelmät simuloivat äärimmäisen kylmiä ympäristöjä, joiden lämpötila on -80 °C tai alle, joita avaruuslaitteiden on kestettävä.
- Tyhjiökammioiden lämmitystekniikat mahdollistavat äärimmäisten aurinkolämpökuormien simuloinnin; jopa +180 °C. Nämä olosuhteet ovat välttämättömiä yhteensopivuuden ja kestävyyden testaamiseksi nousun/paluun aikana.
- Edwardsin tyhjiötekniikoita käytetään myös erilaisissa simulaatioissa, kuten ionipropulsiotesteissä, tärinänkestävyydessä ja avaruuspölytesteissä.
- Pumppumme ovat myös ratkaisevan tärkeitä puhtaiden ja pölyttömien ympäristöjen tarjoamisessa, joita tarvitaan avaruusteknologioiden rakentamisessa.
Etulinjan teknologioiden, kuten tyhjiöpumppujen ja kryogeenisten ratkaisujen, tarjoamisen lisäksi keskitymme varmistamaan, että avaruusmarkkinoilla on käytettävissä kaikki tukituotteet vuodonilmaisimista mittaukseen, komponentteihinja varaosiin. Ymmärrämme, että kriittiset testit voidaan suorittaa vain, jos tyhjiöratkaisusi on 100-prosenttisesti toimintakunnossa.
- Esite
High Energy Physics - Brochure
