Research and Development - Brochure
Vacuüm staat centraal in onderzoek en ontwikkeling.
Van baanbrekende gebieden zoals hoogenergiefysica en ruimtesimulatie tot meer grasworteltoepassingen, waarbij vacuümpompen van cruciaal belang zijn voor experimenten in universiteiten en particuliere laboratoria.
Bij Edwards creëren we vacuümtechnologie om aan deze exacte eisen te voldoen, door middel van kant-en-klare of op maat gemaakte oplossingen; van initieel advies over modellering en specificaties tot implementatie en ondersteuning, leveren we veilige, stabiele vacuümomgevingen die gelijke tred houden met de complexe en evoluerende eisen op het gebied van analyse en ontdekking.
Wij bieden een compleet assortiment vacuümpompen en meters, van atmosfeer tot ultrahoog vacuüm (UHV) en verder in extreem hoog vacuüm (XHV):
- Ons assortiment droge en oliegesmeerde primaire pompen is de industriestandaard geworden vanwege hun hoge betrouwbaarheid, prestatievermogen en onderhoudsvriendelijkheid.
- Voor toepassingen die hoogvacuüm vereisen, biedt ons uitgebreide assortiment turbomoleculaire pompen met hybride lagers en magnetische levitatie pompsnelheden van 47 tot 4.300 ls -1.
- Voor toepassingen met UHV en XHV bieden wij een uitgebreid assortiment ionenopvangpompen en niet-verdampbare getter- en titaniumsublimatiepompen die drukken van 10-11 mbar of lager bereiken.
Vacuümsystemen voor fysica met hoge energie
Vacuümsystemen voor synchrotrons, cyclotrons en linacs
Onderzoek naar hoge-energiefysica (HEP), ook wel deeltjesfysica genoemd, is een tak van de natuurkunde die de fundamentele deeltjes en de interacties tussen hen bij extreem hoge energieën bestudeert. HEP-onderzoek omvat doorgaans het gebruik van deeltjesversnellers. Deze grote faciliteiten bieden wetenschappelijke instrumenten die deeltjes versnellen tot zeer hoge snelheden en ze vervolgens botsen met andere deeltjes of doelwitten. Door de deeltjes te analyseren die bij deze botsingen ontstaan, kunnen onderzoekers meer te weten komen over de eigenschappen en het gedrag van de fundamentele deeltjes en hun interacties. Andere voorbeelden van HEP zijn synchrotronen die hoge intensiteit en coherente fotonen produceren die bijvoorbeeld worden gebruikt bij de bepaling van complexe moleculaire structuren zoals eiwitten.
Naast hoogenergetisch fysisch onderzoek dat in de loop der jaren heeft geleid tot veel belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen, heeft het ook bijgedragen aan de ontwikkeling van technologieën zoals medische beeldvorming en kankerbehandeling.
Bij HEP worden vacuümniveaus van UHV of lager gebruikt om restgasmoleculen uit het pad van de deeltjes te verwijderen die versneld worden. Anders verliezen de deeltjes energie en veranderen ze van richting door gasmolecule-deeltjesverstrooiing; UHV is daarom vereist om een stabiele en gecontroleerde deeltjesstraal te handhaven.
Vacuümsystemen voor laserstralen met hoog vermogen
Laserstralen met een hoog vermogen worden steeds vaker gebruikt om een breed scala aan domeinen te onderzoeken, van nieuwe gebieden in de fundamentele natuurkunde tot toepassingen in de medische wetenschap, de studie van zonne-energiematerialen en het beheer van nucleair materiaal.
Deze laserstralen moeten door meerdere versterkers lopen om krachtige pulsen te produceren in de kortste tijdsintervallen (10 -18 seconden of minder). De grote vacuümsystemen die nodig zijn om deze laserstralen met hoge intensiteit te bedienen, zijn zeer complex in hun ontwerp; vacuümstabiliteit is van het grootste belang.
Bij Edwards zijn we gespecialiseerd in vacuümmodellering met onze unieke tools, technieken en uitgebreide ervaring. Hierdoor kunnen we de juiste leiding- en pompconfiguraties selecteren om ervoor te zorgen dat de installatie voldoet aan de vacuümvereisten van de experimenten van onze klanten.
Vacuümsystemen voor de detectie van zwaartekrachtgolven
Zwaartekrachtgolven zijn rimpels in de kromming van ruimte-tijd die zich als een golf voortplanten en zich vanuit een bron zoals een binair stersysteem naar buiten verplaatsen. Het detecteren van deze golven helpt de verklaring van de zwaartekracht te bevestigen, zoals voorspeld door de relativiteitstheorie van Einstein. Deze golven worden gedetecteerd met behulp van complexe interferometers op de grond en mogelijk in de ruimte.
Het is van essentieel belang dat de observatoria waarin de interferometers zijn ondergebracht, perfect schoon en uiterst stabiel zijn, omdat ze zeer gevoelig zijn voor de kleinste trillingen.
De gehele interferometer moet daarom optisch zo perfect mogelijk blijven. Elk restgas zou de meting beïnvloeden, dus moet de lichtstraal onder ultrahoge vacuümomstandigheden werken.
We hebben interferometers over de hele wereld geleverd met ultrahoge vacuümpompen. De Virgo-detector in Italië vertrouwt op XDS droge scrollpompen voor zijn experimentele opstellingen, inclusief voorevacuatie en bakken uit grote kamers. Virgo heeft twee buizen van 3 km lang, elk met een diameter van 1,2 m. Dit zijn de grootste ultra-hoogvacuüm zwaartekrachtgolfschepen in Europa en de op één na grootste ter wereld.
De Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) is een grootschalig fysisch experiment met observatoria op 2 locaties op 3000 km afstand: Hanford S, Washington en Livingston, Louisiana, VS. Ze waren de eersten die kosmische zwaartekrachtgolven detecteerden en gravitatiegolfwaarnemingen ontwikkelden als astronomisch instrument. Wij werken al meer dan 20 jaar samen met LIGO en leveren olievrije droge pompen en STP magnetisch geleveerde turbomoleculaire pompen.
Vacuümsystemen voor nucleair fusieonderzoek
Nucleaire fusie is het proces waarbij kernen worden gecombineerd om een element met een hogere atomische massa te produceren. Wanneer atoomkernen samenkomen, geven ze een grote hoeveelheid energie vrij, die een energiebron kan zijn.
Onderzoek op dit gebied omvat op magnetische fusie gebaseerde pogingen om een reactie na te bootsen die vergelijkbaar is met die in de zon door twee isotopen van waterstof, deuterium en tritium, te fuseren om helium en energetische neutronen te creëren. In magnetische fusiereactoren moeten de gasmoleculen worden verwarmd tot zeer hoge temperaturen, tot 100 miljoen graden Celsius, om een gecontroleerd plasma te creëren.
Onderzoek naar nucleaire fusie houdt grotendeels in dat het gedrag van plasma wordt begrepen.
Een van de grootste uitdagingen voor fusiewetenschappers en ingenieurs is het vermogen om plasma te ondersteunen door de juiste vacuümdruk te handhaven. Vandaar de behoefte aan grootschalige, effectieve vacuümsystemen die zorgen voor een ultrahoog vacuümplatform in de grote reactorvaten en ook in het cryogene systeem rond de supergeleidende magnetische veldspoelen die hoge magnetische velden creëren om het plasma in te sluiten. Zeer hoge temperaturen, ioniserende straling en sterke magnetische velden zijn belangrijke uitdagingen voor de vacuümpompen en instrumentatie en andere hardware.
Om aan deze voortdurend veranderende eisen te voldoen, hebben wij bij Edwards een speciale op maat gemaakte pomp ontworpen en ontwikkeld, gebaseerd op onze nEXT-turbomoleculaire pomptechnologie, die in staat is om een aanzienlijk hogere weerstand tegen magnetische velden te bieden, in combinatie met de flexibiliteit van de onderhoudsvriendelijkheid voor de eindgebruiker.
Fusie met traagheidsinsluiting is een andere benadering voor het creëren van gecontroleerde plasma's; Edwards is ook betrokken bij het leveren van compatibele vacuümtechnologieën.
Vacuümpompen voor laboratoria en onderzoeksfaciliteiten
Van het kleinste schoollaboratorium tot internationale R&D-projecten, vacuüm vergemakkelijkt de educatieve ontwikkeling en wetenschappelijke evolutie over de hele wereld. Of u nu op zoek bent naar een enkele pomp of een complete pompoplossing, onze experts staan klaar om u bij elke stap van het selectieproces te begeleiden.
Universiteiten voeren een breed scala aan activiteiten uit die vacuüm vereisen. Deze variëren per discipline en afdeling.
Voorbeelden van typische vacuümsystemen die worden gebruikt op universiteitsafdelingen zijn:
Chemie
om reacties onder vacuümomstandigheden, taken zoals oplosmiddelverdamping en destillatie te vergemakkelijken.
Natuurkunde en materiaalwetenschap
voor een breed scala aan experimentele opstellingen; voor het bestuderen van gas- of plasmadynamiek, voor het analyseren van de oppervlakken van monsters in gecontroleerde UHV-omgevingen of voor de ontwikkeling van kwantumtechnologieën.
Engineering
bijvoorbeeld voor studies op het gebied van luchtvaart en tribologie.
Biologie
voor toepassingen zoals filtratie, vriesdroging en voorbereiding van elektronenmicroscopiemonsters.
Milieuvriendelijk
het analyseren van luchtmonsters, het monitoren van verontreinigingsniveaus of onderzoek naar koolstofafvang in gecontroleerde omgevingen.
Astronomie
voor de coating van telescoopspiegels en de productie van cruciale componenten.
Geologie
voor taken zoals het analyseren van stabiele isotopen en het extraheren van vloeistoffen uit geologische monsters.
Medische en biomedische wetenschappen
in toepassingen zoals het vriesdrogen van farmaceutische monsters en geavanceerde beeldvormingstechnieken.
Nanotechnologie
om gecontroleerde omgevingen te creëren voor de productie en karakterisering van materialen en apparaten op nanoschaal, waaronder de volgende generatie halfgeleidertechnologieën.
Vacuümpompen voor dashboardkastje
Vacuümpompen worden gebruikt in handschoenkasten om een gecontroleerde atmosfeer te creëren en in stand te houden voor het hanteren van luchtgevoelige materialen, en om de experimenteerder veilig te houden. Deze gesloten werkruimtes voorkomen verontreiniging, wat essentieel is voor het werken met producten zoals halfgeleiders, nanomaterialen en biologische monsters. In wetenschappelijk onderzoek en ontwikkeling vergemakkelijken vacuümhandschoendozen de synthese van nieuwe verbindingen, de assemblage van ingewikkelde apparaten en de verkenning van geavanceerde processen die zorgvuldig gecontroleerde vacuümomstandigheden vereisen.
Vooruitkijkend zijn de potentiële toepassingen van vacuümhandschoendozen enorm, gaande van het ontwikkelen van kwantumcomputercomponenten tot het verbeteren van schone energietechnologieën, wat hun cruciale rol in het stimuleren van innovatie in diverse studiegebieden onderstreept.
Vacuümpompen voor experimentele coating
Vacuümpompen worden vaak gebruikt in experimentele coatingprocessen om een vacuümomgeving te creëren en in stand te houden tijdens het deponeren van verschillende soorten coatings, zoals dunne films, coatings voor zonnecellen en beschermende coatings voor elektronische apparaten.
Over het algemeen wordt het te coaten substraat in een vacuümkamer geplaatst. De vacuümpomp wordt vervolgens gebruikt om lucht en andere gassen uit de kamer te verwijderen, waardoor een lagedrukomgeving ontstaat. Zodra de kamer tot de gewenste druk is geëvacueerd, wordt het coatingmateriaal in de kamer gebracht in de vorm van een gas of damp; het vacuüm is cruciaal om uniforme en reproduceerbare omstandigheden te handhaven. Het coatingmateriaal hecht zich aan het oppervlak van de ondergrond en vormt een dunne laag.
Er zijn verschillende soorten vacuümpompen die worden gebruikt in experimentele coatingprocessen, zoals draaischuifpompen, membraanpompen en turbomoleculaire pompen. Elk type pomp heeft zijn eigen voor- en nadelen en de keuze van de pomp hangt sterk af van de grootte van het vacuümcoatingvat en de specifieke vereisten van het coatingproces.
Vacuümapparatuur voor corrosieve omgevingen
Zelfs als u vacuümapparatuur nodig hebt voor corrosieve toepassingen, kunt u op ons vertrouwen. Chemische laboratoria gebruiken vaak vacuüm om stoffen te verwijderen door verdamping of om reacties te stoppen.
Vacuümapparatuur met een goede corrosiebestendigheid, dampverwerkingseigenschappen en ATEX-classificaties wordt geleverd.
Vacuümapparatuur voor kwantumcomputing
Kwantumcomputing is gebaseerd op het gebruik van kwantumbits, of qubits, die in een overlapping van meerdere toestanden tegelijkertijd kunnen bestaan. Deze toestanden zijn uiterst kwetsbaar en kunnen gemakkelijk worden verstoord door zelfs kleine hoeveelheden interferentie uit hun omgeving.
Om te beschermen tegen deze interferentie en om de supergeleidende toestanden te bereiken die nodig zijn om qubits te creëren, worden kwantumcomputers gewoonlijk gebruikt bij extreem lage temperaturen, die absoluut nul benaderen.
Ingesloten ionen-kwantumcomputers vereisen een zorgvuldige controle van hun omgeving om hun kwantumstatussen te behouden. Hiervoor moet een XHV-vacuüm worden gebruikt. Op fotonica gebaseerde kwantumcomputers vereisen bovendien op maat gemaakte cryogenica.
Vacuüm is ook cruciaal bij de productie en assemblage van apparaten voor kwantumsensoren en communicatiehardware.
Vacuümapparatuur voor ruimteonderzoek
Sinds het ontstaan in de jaren 1960 is ruimteverkennen op grote schaal nog steeds extreem duur en moet het de meest vijandige omgevingen simuleren die de mens kent.
Eenmaal in de baan is het vaak onmogelijk om componenten te repareren of te vervangen. Daarom is het van vitaal belang dat ruimteprojecten de technologieën die zullen worden gebruikt, van hele satellieten en ruimtevaartuigen tot elk afzonderlijk onderdeel, intensief testen.
Onze vacuümtechnologieën simuleren ruimtelijke omstandigheden op aarde die het mogelijk maken om een spectrum van tests uit te voeren, zoals stralingsbestendigheid, hoge temperatuurbereiken en materiaalcompatibiliteit.
- Primaire en UHV-pompen worden gebruikt om het vacuüm in de atmosfeerlagen van de aarde na te bootsen naar dat van de interstellaire ruimte; bij drukwaarden onder 10-10 mbar.
- Cryovacuüm- en koelsystemen simuleren de extreem koude omgevingen van -80 °C of lager waaraan ruimteapparatuur bestand moet zijn.
- Verwarmingstechnologieën in vacuümkamers maken het mogelijk om extreme zonnewarmtebelastingen te simuleren; tot +180 °C. Deze omstandigheden zijn essentieel voor het testen van compatibiliteit en duurzaamheid tijdens take-off/re-entry.
- Daarnaast zijn de vacuümtechnologieën van Edwards aanwezig in een breed scala aan simulaties, zoals ionen-thruster-, trillingsbestendigheids- en ruimtestoftests.
- Onze pompen zijn ook cruciaal om schone, stofvrije omgevingen te bieden die nodig zijn voor de bouw van ruimtevaarttechnologieën.
Naast het leveren van eerstelijnstechnologieën, zoals vacuümpompen en cryogene oplossingen, is onze focus ook om ervoor te zorgen dat de ruimtevaartmarkt toegang heeft tot alle ondersteunende producten van lekdetectoren, metingen , componentenen reserveonderdelen. Wij begrijpen dat kritische tests alleen kunnen worden uitgevoerd als 100% van uw vacuümoplossing operationeel is.
- Brochure
High Energy Physics - Brochure
