Research and Development - Brochure
Próżnia jest sercem badań i rozwoju.
Od pionierskich dziedzin, takich jak fizyka wysokiej energii i symulacja przestrzenna, po bardziej trawiaste zastosowania, w których pompy próżniowe mają kluczowe znaczenie dla eksperymentów na uniwersytetach i w prywatnych laboratoriach.
W firmie Edwards tworzymy technologię próżniową spełniającą dokładnie te wymagania, oferując gotowe lub niestandardowe rozwiązania; od wstępnego doradztwa w zakresie modelowania i specyfikacji po wdrożenie i wsparcie, dostarczamy bezpieczne, stabilne środowiska próżniowe, które nadążają za złożonymi i zmieniającymi się wymaganiami zarówno w zakresie analizy, jak i odkrywania.
Oferujemy pełną gamę pomp próżniowych i manometrów od atmosferycznych po ultrawysokie podciśnienie (UHV) i nie tylko w zakresie bardzo wysokiego podciśnienia (XHV):
- Nasza oferta pomp suchych i uszczelnionych olejem stała się standardem branżowym ze względu na wysoką niezawodność, wydajność i łatwość serwisowania.
- W zastosowaniach wymagających wysokiej próżni nasza kompleksowa oferta pomp turbomolekularnych z łożyskami hybrydowymi i lewitacją magnetyczną zapewni wydajność pompowania od 47 do 4300 ls -1.
- W zastosowaniach obejmujących UHV i XHV oferujemy szeroką gamę pomp do wychwytywania jonów, a także nieparujących pomp getterowych i sublimacyjnych z tytanu osiągających ciśnienie 10-11 mbar lub niższe.
Systemy próżniowe do fizyki energetycznej
Systemy próżniowe dla synchrotronów, cyklotronów i linaków
Badania fizyki wysokoenergetycznej (HEP), znane również jako fizyka cząstek, to gałąź fizyki, która bada cząstki podstawowe i ich interakcje przy bardzo wysokich energiach. Badania HEP zazwyczaj obejmują wykorzystanie akceleratorów cząstek. Te duże obiekty zapewniają narzędzia naukowe, które przyspieszają cząstki do bardzo wysokich prędkości, a następnie kolidują z innymi cząstkami lub obiektami. Analizując cząstki powstające podczas tych kolizji, naukowcy mogą dowiedzieć się więcej o właściwościach i zachowaniu cząstek fundamentalnych oraz ich interakcjach. Inne przykłady HEP obejmują synchrotrony, które wytwarzają fotony o wysokiej intensywności i spójności, wykorzystywane na przykład do oznaczania złożonych struktur molekularnych, takich jak białka.
Oprócz badań fizyki wysokoenergetycznej, które na przestrzeni lat doprowadziły do wielu ważnych odkryć naukowych, przyczyniła się również do rozwoju technologii, takich jak obrazowanie medyczne i leczenie raka.
W HEP poziomy próżni UHV lub niższe są stosowane do usuwania cząsteczek gazu resztkowego ze ścieżki przyspieszanych cząstek. W przeciwnym razie cząstki tracą energię i zmieniają kierunek w wyniku rozpraszania cząsteczek gazu, dlatego UHV jest wymagane do utrzymania stabilnej i kontrolowanej wiązki cząstek.
Systemy próżniowe do wiązek laserowych o dużej mocy
Promienie laserowe o dużej mocy są coraz częściej wykorzystywane do badań w szerokim zakresie dziedzin, od nowych dziedzin fizyki podstawowej po zastosowania w nauce medycznej, badania materiałów słonecznych i zarządzanie materiałami jądrowymi.
Wiązki laserowe muszą przechodzić przez wiele wzmacniaczy, aby wytwarzać silne impulsy w najkrótszych odstępach czasu (10-18 sekund lub mniej). Duże systemy próżniowe wymagane do obsługi tych promieni laserowych o wysokiej intensywności są bardzo złożone pod względem konstrukcji; stabilność próżni ma kluczowe znaczenie.
Firma Edwards specjalizuje się w modelowaniu próżni dzięki naszym unikalnym narzędziom, technikom i bogatemu doświadczeniu. Umożliwia nam to wybór odpowiednich konfiguracji rur i pomp, aby zapewnić, że instalacja spełnia wymagania dotyczące próżni w eksperymentach naszych klientów.
Systemy próżniowe do wykrywania fal grawitacyjnych
Fale grawitacyjne to fale w krzywiźnie przestrzeni-czasu, które rozprzestrzeniają się jak fala, poruszając się na zewnątrz ze źródła, takiego jak binarny układ gwiazd. Wykrywanie tych fal pomaga potwierdzić wyjaśnienie grawitacji przewidziane przez teorię względności Einsteina. Fale te są wykrywane za pomocą złożonych interferometrów na ziemi i potencjalnie w przestrzeni.
Ważne jest, aby obserwatoria, w których znajdują się interferometry, były idealnie czyste i niezwykle stabilne, ponieważ są bardzo wrażliwe na najmniejsze drgania.
W związku z tym cały interferometr musi pozostać jak najbardziej optycznie doskonały. Wszelkie pozostałości gazu mogłyby wpłynąć na pomiar, dlatego wiązka światła musi działać w warunkach ultrawysokiej próżni.
Dostarczamy interferometry na całym świecie z pompami ultrawysokiego podciśnienia. Detektor Virgo we Włoszech korzysta z suchych pomp spiralnych XDS w swoich eksperymentalnych konfiguracjach, w tym z opróżnianiem wstępnym i wypiekaniem w dużych komorach. Firma Virgo posiada dwie rury o długości 3 km i średnicy 1,2 m każda. Są to największe w Europie i drugie na świecie naczynia grawitacyjne o ultrawysokiej próżni.
Obserwatorium Fali Grawitacyjnej Interferometru Laserowego (LIGO) to eksperyment fizyki na dużą skalę. Obserwatoria znajdują się w 2 lokalizacjach oddalonych o 3000 km: Hanford S, Waszyngton i Livingston, Luizjana, Stany Zjednoczone. Były one pierwszymi, które wykryły kosmiczne fale grawitacyjne i opracowały obserwacje fal grawitacyjnych jako narzędzie astronomiczne. Od ponad 20 lat współpracujemy z firmą LIGO, dostarczając bezolejowe pompy suche i pompy turbomolekularne STP z lewitacją magnetyczną.
Systemy próżniowe do badań nad fuzją jądrową
Fuzja jądrowa to proces łączenia jąder w celu uzyskania pierwiastka o większej masie atomowej. Gdy jądra atomowe łączą się, uwalniają dużą ilość energii, która może być źródłem energii.
Badania w tej dziedzinie obejmują próby odtworzenia reakcji podobnej do tej, która zachodzi w słońcu, poprzez połączenie dwóch izotopów wodoru: deuteru i tritu w celu utworzenia helu i neutronów energetycznych. W reaktorach magnetycznych cząsteczki gazu muszą być podgrzewane do bardzo wysokich temperatur, do 100 milionów stopni Celsjusza, aby utworzyć kontrolowaną plazmę.
Badania nad fuzją jądrową obejmują w dużej mierze zrozumienie zachowania plazmy.
Jednym z głównych wyzwań, przed którymi stają naukowcy i inżynierowie zajmujący się fuzją, jest możliwość utrzymywania plazmy poprzez utrzymanie odpowiedniego ciśnienia próżni. Stąd potrzeba dużych, efektywnych systemów próżniowych, które zapewniają platformę ultrawysokiej próżni w dużych zbiornikach reaktora, a także w systemie kriogenicznym otaczającym superprzewodzące cewki pola magnetycznego, które tworzą wysokie pola magnetyczne w celu ograniczenia plazmy. Bardzo wysokie temperatury, promieniowanie jonizujące i silne pola magnetyczne stanowią znaczne wyzwanie dla pomp próżniowych, oprzyrządowania i innych urządzeń.
Aby sprostać tym stale zmieniającym się wymaganiom, firma Edwards zaprojektowała i opracowała specjalną pompę na zamówienie, opartą na naszej technologii pomp turbomolekularnych nEXT, która jest w stanie zapewnić znacznie zwiększoną odporność na pole magnetyczne, a także elastyczność serwisowania przez użytkownika końcowego.
Innym podejściem do tworzenia kontrolowanych plazm jest bezwładna fuzja barierowa; firma Edwards jest również zaangażowana w dostarczanie kompatybilnych technologii próżniowych.
Pompy próżniowe do laboratoriów i placówek badawczych
Od najmniejszych szkolnych laboratoriów po międzynarodowe projekty badawczo-rozwojowe - próżnia ułatwia rozwój edukacyjny i naukowy na całym świecie. Niezależnie od tego, czy szukasz pojedynczego laktatora, czy kompletnego rozwiązania, nasi eksperci są do Twojej dyspozycji, aby pomóc Ci na każdym etapie procesu wyboru.
Uniwersytety wykonują szeroką gamę czynności wymagających próżni, które różnią się w zależności od dyscypliny i wydziału.
Przykłady typowej próżni stosowanej na wydziałach uniwersyteckich:
Środki chemiczne
w celu ułatwienia reakcji w warunkach próżni, takich jak parowanie rozpuszczalnika i destylacja.
Fizyka i materiałoznawstwo
do szerokiego zakresu konfiguracji eksperymentalnych; do badania dynamiki gazów lub plazmy, do analizy powierzchni próbek w kontrolowanych środowiskach UHV lub do opracowywania technologii kwantowych.
Inżynieria
na przykład do badań w dziedzinie lotnictwa i trybologii.
Biologia
do zastosowań takich jak filtracja, liofilizacja (suszenie liofilizacyjne)i przygotowanie próbek do mikroskopii elektronowej.
Środowisko naturalne
do analizy próbek powietrza, monitorowania poziomów zanieczyszczeń lub badań nad wychwytywaniem dwutlenku węgla w kontrolowanych środowiskach.
Astronomia
do powlekania luster teleskopowych i produkcji kluczowych elementów.
Geologia
do takich zadań jak analiza stabilnych izotopów i ekstrakcja płynów z próbek geologicznych.
Nauki medyczne i biomedyczne
w zastosowaniach takich jak liofilizacja próbek farmaceutycznych i zaawansowane techniki obrazowania.
Nanotechnologia
w celu stworzenia kontrolowanego środowiska do produkcji i charakteryzowania materiałów i urządzeń w skali nano, w tym technologii półprzewodnikowych nowej generacji.
Pompy próżniowe do schowków w tablicy rozdzielczej
Pompy próżniowe są stosowane w komorach rękawicowych w celu stworzenia i utrzymania kontrolowanej atmosfery do obsługi materiałów wrażliwych na działanie powietrza, a także zapewnienia bezpieczeństwa eksperymentatora. Zamknięte przestrzenie robocze zapobiegają zanieczyszczeniom, które są niezbędne do pracy z produktami takimi jak półprzewodniki, nanomateriały i próbki biologiczne. W naukowych pracach badawczo-rozwojowych próżniowe komory rękawicowe ułatwiają syntezę nowych związków, montaż złożonych urządzeń oraz badanie najnowocześniejszych procesów wymagających ściśle kontrolowanych warunków próżniowych.
Patrząc w przyszłość, potencjalne zastosowania próżniowych skrzynek rękawicowych są ogromne, od zaawansowanych komponentów obliczeniowych kwantowych po udoskonalenie technologii czystej energii, podkreślając ich kluczową rolę w napędzaniu innowacji w różnych dziedzinach badań.
Pompy próżniowe do eksperymentalnego powlekania
Pompy próżniowe są powszechnie stosowane w eksperymentalnych procesach powlekania do tworzenia i utrzymania próżni podczas nanoszenia różnych rodzajów powłok, takich jak cienkie warstwy, powłoki do ogniw słonecznych i powłoki ochronne do urządzeń elektronicznych.
Ogólnie rzecz biorąc, procesy te obejmują umieszczenie powlekanego podłoża w komorze próżniowej. Pompa próżniowa jest następnie używana do usuwania powietrza i innych gazów z komory, tworząc środowisko o niskim ciśnieniu. Po opróżnieniu komory do żądanego ciśnienia materiał powłoki jest wprowadzany do komory w postaci gazu lub pary; próżnia ma kluczowe znaczenie dla utrzymania jednolitych i powtarzalnych warunków. Materiał powłoki przylega do powierzchni podłoża i tworzy cienką warstwę.
Istnieją różne typy pomp próżniowych stosowanych w eksperymentalnych procesach powlekania, takie jak pompy łopatkowe, pompy membranowe i pompy turbomolekularne. Każdy typ pompy ma swoje zalety i wady, a wybór pompy zależy w dużej mierze od wielkości zbiornika próżniowego do powlekania i konkretnych wymagań procesu powlekania.
Urządzenia próżniowe do środowisk korozyjnych
Nawet jeśli potrzebujesz urządzeń próżniowych do zastosowań korozyjnych, możesz na nas polegać. Laboratoria chemiczne zazwyczaj wykorzystują próżnię do usuwania substancji przez odparowanie lub do zatrzymywania reakcji.
Dostarczane urządzenia próżniowe charakteryzują się dobrą odpornością na korozję, charakterystyką odprowadzania par i klasyfikacją ATEX.
Sprzęt próżniowy do obliczeń kwantowych
Obliczanie kwantowe opiera się na użyciu bitów kwantowych lub qubitów, które mogą istnieć w wielu stanach jednocześnie. Stany te są niezwykle delikatne i mogą być łatwo zakłócane nawet przez niewielkie ilości zakłóceń ze swojego otoczenia.
Aby chronić się przed tymi zakłóceniami i osiągnąć stany superprzewodzące wymagane do tworzenia qubitów, komputery kwantowe zazwyczaj pracują w ekstremalnie niskich temperaturach, zbliżonych do zera absolutnego.
Komputery kwantowe z pułapką jonową wymagają starannej kontroli środowiska, aby utrzymać stany kwantowe. Wymaga to zastosowania próżni XHV. Komputery kwantowe oparte na fotonice wymagają dodatkowo niestandardowej kriogeniki.
Próżnia ma również kluczowe znaczenie w produkcji i montażu urządzeń do czujników kwantowych i sprzętu komunikacyjnego.
Urządzenia próżniowe do badań kosmicznych
Od czasu swojego pojawienia się w latach 1960-tych eksploracja przestrzeni kosmicznej na dużą skalę jest nadal niezwykle kosztowna i musi symulować najbardziej nieprzyjazne środowiska znane człowiekowi.
Naprawa lub wymiana komponentów na orbicie jest często niemożliwa, dlatego ważne jest, aby projekty kosmiczne intensywnie testowały technologie, które będą wykorzystywane, od całych satelitów i statków kosmicznych po każdy pojedynczy komponent.
Nasze technologie próżniowe symulują warunki kosmiczne na Ziemi, które umożliwiają przeprowadzenie szeregu badań, takich jak odporność na promieniowanie, wysokie zakresy temperatur i kompatybilność materiałów.
- Pompy pierwotne i pompy UHV są używane do replikacji próżni w warstwach atmosfery Ziemi do tej przestrzeni międzygwiezdnej; przy ciśnieniach poniżej 10-10 mbar.
- Systemy kriopróżni i chłodzenia symulują ekstremalnie niskie temperatury -80°C lub niższe, które sprzęt kosmiczny będzie musiał wytrzymać.
- Technologie grzewcze w komorach próżniowych umożliwiają symulację ekstremalnych obciążeń słonecznych; do +180°C. Warunki te są niezbędne do testowania kompatybilności i trwałości podczas startu/ponownego wjazdu.
- Ponadto technologie próżniowe firmy Edwards są obecne w szerokiej gamie symulacji, takich jak propulsory jonowe, odporność na drgania i badania pyłu kosmicznego.
- Nasze pompy odgrywają również kluczową rolę w zapewnianiu czystego, bezpyłowego środowiska niezbędnego do budowy technologii kosmicznych.
Oprócz dostarczania technologii pierwszej linii, takich jak pompy próżniowe i rozwiązania kriogeniczne, koncentrujemy się również na zapewnieniu rynku kosmicznemu dostępu do wszystkich produktów pomocniczych, od wykrywaczy nieszczelności, czujników , komponentówi części zamiennych. Rozumiemy, że krytyczne testy można przeprowadzić tylko wtedy, gdy 100% rozwiązania próżniowego jest sprawne.
- Broszura
High Energy Physics - Brochure
