Néhány órával azután, hogy egy tipikus vákuumrendszert légköri nyomásról evakuáltak, „egyensúlyi nyomás” jön létre.
Ez a nyomás (~ 10-6-10-7 mbar) a kamra méretétől, anyagaitól, tömítéseitől, előkezeléseitől, légtelenítési eljárásától, szivárgásmentességétől és a használt vákuumszivattyú típusától függ.
Hogyan érhető el a kívánt nyomás?
Minden rendszer más, de általában akkor éri el az egyensúlyi nyomást, ha a gázkibocsátásból származó gázterhelés megfelel a szivattyúzási sebességnek.
A vízgőz, amely elsősorban a vákuumanyagokhoz kötődik, a nagy vákuumban a terhelés domináns részét képezi: szinte végtelen forrást képezhet.
Az alacsonyabb (UHV és XHV) nyomások elérése érdekében a rendszereket szándékosan fűtik (jellemzően 150 °C és 250 °C közötti hőmérsékleten) 24-48 órán keresztül.
A sütési folyamat során a rendszernyomás a 10-5 mbar tartományba emelkedik. A sütés addig folytatódik, amíg a rendszernyomás jelentősen le nem csökken. A maximális kisütési hőmérséklet nem haladhatja meg a rendszer egyes komponensei által megengedett értéket.
A turbómolekuláris szivattyúrendszerek szivattyúzásakor figyelembe veendő tényezők
1. Maximális üzemi hőmérséklet
Általánosságban elmondható, hogy a turbómolekuláris szivattyú maximális üzemi hőmérséklete jellemzően ~100-120 °C a karimájánál.
Ezért speciális sütőszalagokat használnak a karimánál és a szivattyú burkolatánál is. Ha a pengék nincsenek melegítve, a vízgőz elnyelődik a felületükön. Ezeket a sávokat hőmérséklet-szabályozással kell ellátni, hogy ne lépjék túl a maximálisan megengedett hőmérsékletet. Fokozott gondossággal kell eljárni annak biztosítása érdekében, hogy a turbómolekuláris szivattyú bemenete ne legyen sugárzó hőforrás látóterében.
Ha egy 200 literes „jellemző” rendszer teljes felülete2 m2, amelyet 300 l/s turbómolekuláris szivattyúval szivattyúznak, akkor a gázterhelés 3 x 10-5 mbar kisütési nyomáson ~0,01 mbar l/s. Ez 0,6 sccm-nek vagy 0,03 g/órának felel meg.
Ez a terhelés nem jelentős, ha kompatibilis kapacitású elővákuum-szivattyút, például csiga- vagy olajtömítésű forgólapátos szivattyút használnak. Ugyanakkor figyelembe kell venni a rakomány jellegét, pl. a vízgőzt.
nEXT turbómolekuláris szivattyú sütőszalagokkal
2. Vízfelszívódás
A vízadszorpció korlátozása érdekében a turbómolekuláris szivattyú alsó lapátkötegeiben inertgáz-öblítés alkalmazható ~10-20 sccm-nél. Ezenkívül az elővákuum-szivattyút gázzal kell működtetni a kondenzáció megelőzése érdekében.
Még ezeknél az alacsony üzemi áramlásoknál is az elővákuum-szivattyú térfogata viszonylag gyorsan ~100 százalék vízből áll, és az elővákuum nyomása korlátozott lesz, ha nincs ballaszt. Néhány UHV-gyakorló rendszeresen működteti a ballasztot a sütési szekvencia során.
Gáztalanítás sütéssel
3. További gázterhelések
Bár a víz volt a fő szempont, meg kell fontolni az egyéb specifikus gázterhelések meghatározását is, amelyek a sütés során keletkezhetnek.
A kisütés során a hidrogén százalékos aránya megnő, és a kisütés után általában a hidrogén a domináns maradékgáz. Mint minden gyúlékony gáz esetében, a hidrogénnel történő biztonságos üzemeltetést alacsony áramlási sebesség mellett is be kell tartani.