O vácuo está no centro da pesquisa e do desenvolvimento.
Desde campos pioneiros, como física de alta energia e simulação espacial, até aplicações mais populares, onde bombas de vácuo são essenciais para experimentação em laboratórios universitários e privados.
Na Edwards, criamos tecnologia de vácuo para atender a essas demandas exatas, por meio de soluções prontas para uso ou personalizadas; desde a orientação inicial sobre modelagem e especificações até a implementação e suporte, oferecemos ambientes de vácuo seguros e estáveis que acompanham as demandas complexas e em evolução tanto em análise quanto em descoberta.
Oferecemos uma linha completa de bombas e medidores de vácuo, desde a atmosfera até o ultra-alto vácuo (UHV) e além, em vácuo extremamente alto (XHV):
- Nossa linha de bombas primárias secas e lubrificadas a óleo se tornou referência no setor devido à sua alta confiabilidade, recursos de desempenho e possibilidade de serviço.
- Para aplicações que exigem alto vácuo, nossa abrangente linha de bombas turbomoleculares híbridas de rolamento e de levitação magnética fornecerá velocidades de bombeamento de 47 a 4.300 ls-1.
- Em aplicações que envolvem UHV e XHV, oferecemos uma linha abrangente de bombas de captura de íons, bem como bombas de sublimação de titânio e absorvedoras não evaporável que atingem pressões de 10-11 mbar ou inferiores.
Sistemas de vácuo para física de alta energia
Sistemas de vácuo para síncrotrons, ciclotrons e linacs
A pesquisa em física de altas energias (HEP), também conhecida como física das partículas, é um ramo da física que estuda as partículas fundamentais e as interações entre elas em energias extremamente altas. A pesquisa da HEP normalmente envolve o uso de aceleradores de partículas. Essas grandes instalações fornecem instrumentos científicos que aceleram as partículas a velocidades muito elevadas e, em seguida, colidem-nas com outras partículas ou alvos. Ao analisar as partículas produzidas nessas colisões, os pesquisadores podem aprender sobre as propriedades e o comportamento das partículas fundamentais e suas interações. Outros exemplos de HEP incluem síncrotrons que produzem fótons coerentes e de alta intensidade usados, por exemplo, na determinação de estruturas moleculares complexas, como proteínas.
Além da pesquisa em física de alta energia que levou a muitas descobertas científicas importantes ao longo dos anos, também contribuiu para o desenvolvimento de tecnologias como imagens médicas e o tratamento do câncer.
Na HEP, níveis de vácuo de UHV ou inferiores são usados para remover moléculas de gás residuais do caminho das partículas que estão sendo aceleradas. Caso contrário, as partículas perdem energia e mudam de direção através da dispersão molécula-partículas de gás; portanto, o UHV é, portanto, necessário para manter um feixe de partículas estável e controlado.
Sistemas de vácuo para feixes de laser de alta potência
Os feixes de laser de alta potência estão sendo cada vez mais usados para investigar uma ampla gama de domínios, desde novos campos na física fundamental até aplicações na ciência médica, estudo de materiais solares e gerenciamento de material nuclear.
Esses feixes de laser devem percorrer vários amplificadores para produzir pulsos potentes nos intervalos de tempo mais curtos (10-18 segundos ou menos). Os grandes sistemas de vácuo necessários para operar esses feixes de laser de alta intensidade são altamente complexos em seu projeto; a estabilidade a vácuo é de primordial importância.
Na Edwards, nos especializamos em recursos de modelagem de vácuo com nossas ferramentas, técnicas e vasta experiência exclusivas. Isso nos permite selecionar as configurações corretas de tubulação e bomba, para garantir que a instalação atenda aos requisitos de vácuo dos experimentos de nossos clientes.
Sistemas de vácuo para detecção de ondas gravitacionais
As ondas gravitacionais são ondulações na curvatura do espaço-tempo que se propagam como uma onda, viajando para fora de uma fonte como um sistema estelar binário. A detecção dessas ondas ajuda a confirmar a explicação da gravidade, conforme previsto pela teoria da relatividade de Einstein. Essas ondas são detectadas usando interferômetros complexos no solo e potencialmente no espaço.
É essencial que os observatórios que abrigam os interferômetros estejam perfeitamente limpos e extremamente estáveis, pois são altamente sensíveis às menores vibrações.
Todo o interferômetro deve, portanto, permanecer o mais opticamente perfeito possível. Qualquer gás residual pode afetar a medição, portanto, o feixe de luz deve operar em condições de vácuo ultraelevado.
Fornecemos interferômetros em todo o mundo com bombas de ultra-alto vácuo. O detector Virgo na Itália depende de bombas espirais a seco XDS para suas configurações experimentais, incluindo pré-evacuação e cozimento em grandes câmaras. A Virgo tem dois tubos de 3 km de comprimento, cada um com 1,2 m de diâmetro, que são os maiores reservatórios de ondas gravitacionais de ultra-alto vácuo da Europa, e os segundos maiores do mundo.
O Observatório de Ondas Gravitacionais com Interferômetro Laser (LIGO) é um experimento de física em grande escala e possui observatórios localizados em 2 locais separados por 3.000 km de distância: Hanford S, Washington e Livingston, Louisiana, EUA. Eles foram os primeiros a detectar ondas gravitacionais cósmicas e a desenvolver observações de ondas gravitacionais como uma ferramenta astronômica. Há mais de 20 anos, temos parcerias com o LIGO, fornecendo bombas secas isentas de óleo e bombas turbomoleculares magneticamente levitadas STP.
Sistemas de vácuo para pesquisa de fusão nuclear
A fusão nuclear é o processo de combinação de núcleos para produzir um elemento de maior massa atômica. Quando os núcleos atômicos se combinam, liberam uma grande quantidade de energia, que pode ser uma fonte de energia.
A pesquisa nesse campo envolve tentativas baseadas na fusão por confinamento magnético para recriar uma reação semelhante à que ocorre no sol, fundindo dois isótopos de hidrogênio, deutério e trítio, para criar hélio e nêutrons energéticos. Nos reatores de fusão de confinamento magnético, as moléculas de gás têm de ser aquecidas a temperaturas muito elevadas, até 100 milhões de graus Celsius, para criar um plasma controlado.
A pesquisa sobre fusão nuclear, em grande parte, envolve a compreensão do comportamento do plasma.
Um dos principais desafios enfrentados pelos cientistas e engenheiros da fusão é a capacidade de sustentar o plasma mantendo a pressão de vácuo correta. Daí a necessidade de sistemas de vácuo eficazes e de grande escala que garantam uma plataforma de ultra-alto vácuo nos grandes reservatórios dos reatores e também no sistema criogênico que envolve as bobinas de campo magnético supercondutoras, que criam campos magnéticos elevados para confinar o plasma. Temperaturas muito altas, radiação ionizante e campos magnéticos elevados são desafios significativos para as bombas de vácuo e instrumentação e outros hardwares.
Para atender a essas demandas em constante evolução, nós, na Edwards, projetamos e desenvolvemos uma bomba especial sob medida, baseada em nossa tecnologia de bomba turbomolecular nEXT, que é capaz de fornecer uma resistência ao campo magnético significativamente maior, juntamente com a flexibilidade da possibilidade de manutenção pelo usuário final.
A fusão por confinamento inercial é outra abordagem para a criação de plasmas controlados; a Edwards está igualmente envolvida no fornecimento de tecnologias de vácuo compatíveis.
Bombas de vácuo para laboratórios e instalações de pesquisa
Desde o menor laboratório escolar até projetos internacionais de P&D, a Vacuum está facilitando o desenvolvimento educacional e a evolução científica em todo o mundo. Esteja você procurando uma bomba única ou uma solução completa de bombeamento, nossos especialistas estão disponíveis para orientá-lo em cada etapa do processo de seleção.
As universidades realizam uma ampla variedade de atividades que requerem vácuo, que variam dependendo da disciplina e do departamento.
Exemplos de vácuo típico usado em departamentos universitários incluem:
Química
facilitar as reações em condições de vácuo, tarefas como evaporação de solventes e destilação.
Física e ciência de materiais
para uma ampla gama de configurações experimentais; para estudar gases ou dinâmica de plasma, analisar as superfícies de amostras em ambientes UHV controlados ou para o desenvolvimento de tecnologias quânticas.
Engenharia
por exemplo, para estudo em áreas aeroespaciais e tribologia.
Biologia
para aplicações como filtragem, liofilização e preparação de amostras de microscopia eletrônica.
Ciência ambiental
para analisar amostras de ar, monitorar níveis de poluição ou pesquisar captura de carbono em ambientes controlados.
Astronomia
para o revestimento dos espelhos telescópicos e fabricação de componentes cruciais.
Geologia
para tarefas como análise de isótopos estáveis e extração de fluidos de amostras geológicas.
Ciência médica e biomédica
em aplicações como liofilização de amostras farmacêuticas e técnicas avançadas de imagens.
Nanotecnologia
criar ambientes controlados para fabricação e caraterização de materiais e dispositivos em nanoescala, incluindo a próxima geração de tecnologias de semicondutores.
Bombas de vácuo para glove boxes
As bombas de vácuo são usadas em gloveboxes para criar e manter uma atmosfera controlada para o manuseio de materiais sensíveis ao ar, bem como manter o experimentador segura. Esses espaços de trabalho fechados impedem a contaminação, que é vital para o trabalho em produtos como semicondutores, nanomateriais e amostras biológicas. Em P&D, os gloveboxes a vácuo facilitam a síntese de novos compostos, a montagem de dispositivos complexos e a exploração de processos de ponta que exigem condições de vácuo meticulosamente controladas.
Olhando para o futuro, as possíveis aplicações dos gloveboxes a vácuo são muitas, desde o avanço dos componentes da computação quântica até o aprimoramento das tecnologias de energia limpa, destacando o seu papel fundamental na promoção da inovação em diversos campos de estudo.
Bombas de vácuo para revestimento experimental
As bombas de vácuo são comumente usadas em processos experimentais de revestimento para criar e manter um ambiente de vácuo durante a deposição de vários tipos de revestimentos, como filmes finos, revestimentos para células solares e revestimentos de proteção para dispositivos eletrônicos.
Em geral, os processos envolvem a colocação do substrato a ser revestido dentro de uma câmara de vácuo. A bomba de vácuo é então usada para remover o ar e outros gases da câmara, criando um ambiente de baixa pressão. Uma vez que a câmara tenha sido evacuada até a pressão desejada, o material de revestimento é introduzido na câmara na forma de gás ou vapor; o vácuo é crucial para manter condições uniformes e replicáveis. O material de revestimento adere à superfície do substrato e forma uma película fina.
Existem diferentes tipos de bombas de vácuo usadas em processos experimentais de revestimento, como bombas de palheta rotativa, bombas de diafragma e bombas turbomoleculares. Cada tipo de bomba tem seus prós e contras, e a escolha da bomba depende muito do tamanho do reservatório de revestimento a vácuo e dos requisitos específicos do processo de revestimento.
Equipamento a vácuo para ambientes corrosivos
Mesmo se você precisar de equipamento de vácuo para aplicações corrosivas, pode confiar em nós. Os laboratórios químicos normalmente usam vácuo para remover substâncias por evaporação ou para impedir a ocorrência de reações.
São fornecidos equipamentos de vácuo com boa resistência à corrosão, características de manuseio de vapor e classificações ATEX.
Equipamento de vácuo para computação quântica
A computação quântica depende do uso de bits quânticos, ou qubits, que podem existir em uma superposição de vários estados simultaneamente. Esses estados são extremamente frágeis e podem ser facilmente interrompidos por pequenas quantidades de interferência do seu ambiente.
Para se proteger contra essa interferência e atingir os estados supercondutores necessários para criar qubits, os computadores quânticos geralmente são operados a temperaturas extremamente baixas; aproximando-se de zero absoluto.
Os computadores quânticos com ion trap exigem o controle cuidadoso de seu ambiente para manter seus estados quânticos. Isso requer o uso de vácuo XHV. Os computadores quânticos baseados em fotônica também exigem criogenia personalizada.
O vácuo também é crucial na fabricação e montagem de dispositivos para sensores quânticos e hardware de comunicação.
Equipamento de vácuo para pesquisa espacial
Desde o seu advento na década de 1960, a exploração espacial em grande escala ainda é extremamente cara e tem que simular os ambientes mais hostis conhecidos pelo homem.
Uma vez em órbita, a reparação ou substituição de componentes é muitas vezes impossível e, por essas razões, é vital que os projetos espaciais testem vigorosamente as tecnologias que serão utilizadas, desde satélites inteiros, naves espaciais, até cada componente individual.
Nossas tecnologias de vácuo simulam condições semelhantes às do espaço na Terra que permitem a realização de uma série de testes, como resistência à radiação, altas faixas de temperatura e compatibilidades de materiais.
- As bombas primária e UHV são usadas para replicar o vácuo nas camadas da atmosfera da Terra para a do espaço interestelar, em pressões abaixo de 10-10 mbar.
- Os sistemas de vácuo e resfriamento criogênico simulam os ambientes extremamente frios de -80 °C ou menos que os equipamentos espaciais precisarão suportar.
- As tecnologias de aquecimento em câmaras de vácuo permitem a simulação de cargas extremas de calor solar; até +180 °C. Essas condições são essenciais para testar a compatibilidade e a durabilidade durante a decolagem/reentrada.
- Além disso, as tecnologias de vácuo da Edwards estão presentes em uma ampla gama de simulações, como propulsor de íons, resistência à vibração e testes de poeira espacial.
- Nossas bombas também são cruciais para fornecer ambientes limpos e livres de poeira necessários para a construção de tecnologias espaciais.
Além de fornecer tecnologias de primeira linha, como bombas de vácuo e soluções criogênicas, nosso foco também é garantir que o mercado espacial tenha acesso a todos os produtos de suporte, desde detectores de vazamento, medição, componentes e peças sobressalentes. Entendemos que testes críticos só podem ser realizados se 100% da sua solução a vácuo estiver operacional.
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