Research and Development - Brochure
Vákuum je srdcom výskumu a vývoja.
Od priekopníckych oblastí, ako je vysokoenergetická fyzika a kozmická simulácia, až po aplikácie s viacerými koreňmi trávy, kde sú vákuové čerpadlá kritické pre experimenty na univerzitách a v súkromných laboratóriách.
V spoločnosti Edwards vytvárame vákuovú technológiu na splnenie týchto presných požiadaviek prostredníctvom hotových alebo prispôsobených riešení; od počiatočného poradenstva o modelovaní a špecifikáciách až po implementáciu a podporu poskytujeme bezpečné, stabilné vákuové prostredia, ktoré sú v súlade so zložitými a vyvíjajúcimi sa požiadavkami na analýzu a objavovanie.
Ponúkame kompletný sortiment vákuových čerpadiel a meračov od atmosférického až po ultravysoké vákuum (UHV) a ďalej v oblasti extrémneho vysokého vákua (XHV):
- Náš sortiment suchých a olejom tesnených primárnych čerpadiel sa stal priemyselným štandardom vďaka svojej vysokej spoľahlivosti, výkonnosti a jednoduchosti servisu.
- Pre aplikácie vyžadujúce vysoké vákuum poskytuje náš komplexný sortiment hybridných ložiskových a magnetických levitačných turbomolekulárnych čerpadiel rýchlosti čerpania od 47 do 4 300 ls -1.
- V aplikáciách zahŕňajúcich UHV a XHV ponúkame komplexný sortiment čerpadiel na zachytávanie iónov, ako aj nevyparovateľné sublimačné čerpadlá a titánové sublimačné čerpadlá, ktoré dosahujú tlaky 10 - 11 mbar alebo nižšie.
Vákuové systémy pre vysokoenergetickú fyziku
Vákuové systémy pre synchrotróny, cyklotróny a linky
Výskum vysokoenergetickej fyziky (HEP), známy aj ako fyzika častíc, je odvetvie fyziky, ktoré skúma základné častice a interakcie medzi nimi pri extrémne vysokých energiách. Výskum HEP zvyčajne zahŕňa použitie urýchľovačov častíc. Tieto veľké zariadenia poskytujú vedecké nástroje, ktoré urýchľujú častice na veľmi vysokú rýchlosť a potom do nich narážajú s inými časticami alebo cieľmi. Analýzou častíc, ktoré vznikajú pri týchto kolíziách, sa môžu výskumníci dozvedieť o vlastnostiach a správaní základných častíc a ich interakciách. Medzi ďalšie príklady HEP patria synchrotróny, ktoré produkujú vysokú intenzitu a koherentné fotóny používané napríklad pri určovaní komplexných molekulárnych štruktúr, ako sú proteíny.
Okrem výskumu vysokoenergetickej fyziky, ktorý v priebehu rokov viedol k mnohým dôležitým vedeckým objavom, prispela aj k vývoju technológií, ako je lekárske zobrazovanie a liečba rakoviny.
V HEP sa na odstránenie zvyškových molekúl plynu z dráhy zrýchľovaných častíc používajú úrovne vákua UHV alebo nižšie. V opačnom prípade spôsobia, že častice stratia energiu a zmenia smer prostredníctvom rozptylu molekúl plynu a častíc; preto je na udržanie stabilného a kontrolovaného lúča častíc potrebná ultravysoká hustota.
Podtlakové systémy pre vysoko výkonné laserové lúče
Vysokovýkonné laserové lúče sa čoraz viac používajú na skúmanie širokej škály oblastí, od nových oblastí základnej fyziky až po aplikácie v medicínskej vede, štúdiu solárnych materiálov a správu jadrových materiálov.
Tieto laserové lúče musia prechádzať cez viaceré zosilňovače, aby v najkratších časových intervaloch (10 - 18 sekúnd alebo menej) vydávali silné impulzy. Veľké vákuové systémy potrebné na prevádzku týchto vysokointenzívnych laserových lúčov sú veľmi zložité z hľadiska konštrukcie; stabilita vákua je mimoriadne dôležitá.
Spoločnosť Edwards sa vďaka svojim jedinečným nástrojom, technikám a rozsiahlym skúsenostiam špecializuje na modelovanie vákua. To nám umožňuje vybrať správne konfigurácie potrubí a čerpadiel, aby sme zabezpečili, že inštalácia dosiahne vákuové požiadavky našich zákazníkov.
Vákuové systémy na detekciu gravitačných vĺn
Gravitačné vlny sú vlny v zakrivení priestoru a času, ktoré sa šíria ako vlna a pohybujú sa smerom von zo zdroja, ako je binárny hviezdny systém. Detekcia týchto vĺn pomáha potvrdiť vysvetlenie gravitácie, ako to predpovedala Einsteinova teória relativity. Tieto vlny sa detegujú pomocou komplexných interferometrov na zemi a potenciálne aj vo vesmíre.
Je nevyhnutné, aby boli observatóriá, v ktorých sa nachádzajú interferometre, dokonale čisté a mimoriadne stabilné, pretože sú veľmi citlivé na najmenšie vibrácie.
Celý interferometer preto musí zostať čo najdokonalejší. Akýkoľvek zvyškový plyn by ovplyvnil meranie, takže svetelný lúč musí pracovať v podmienkach ultravysokého vákua.
Dodávame interferometre po celom svete s ultravysokovákuovými čerpadlami. Detektor Virgo v Taliansku sa spolieha na suché špirálové čerpadlá XDS pre svoje experimentálne nastavenia vrátane predevakuácie a vypaľovania z veľkých komôr. Virgo má dve 3 km dlhé trubice, každá s priemerom 1,2 m, ktoré sú najväčšími ultravysokovákuovými gravitačnými vlnovými nádobami v Európe a druhou najväčšou na svete.
Laserové interferometrické observatórium gravitačných vĺn (LIGO) je rozsiahly fyzikálny experiment a má observatóriá umiestnené na 2 miestach, ktoré sú od seba vzdialené 3 000 km: Hanford S, Washington a Livingston, Louisiana, USA. Boli prvými, ktorí detegovali kozmické gravitačné vlny a vyvinuli pozorovania gravitačných vĺn ako astronomický nástroj. Už viac ako 20 rokov spolupracujeme so spoločnosťou LIGO a dodávame bezolejové suché čerpadlá a magneticky levitované turbomolekulárne čerpadlá STP.
Vákuové systémy pre výskum jadrovej fúzie
Jadrová fúzia je proces spájania jadier s cieľom vytvoriť prvok s vyššou atómovou hmotnosťou. Keď sa atómové jadrá spoja, uvoľňujú veľké množstvo energie, ktorá môže byť zdrojom energie.
Výskum v tejto oblasti zahŕňa pokusy založené na magnetickej fúzii na vytvorenie reakcie podobnej reakcii, ktorá sa vyskytuje na slnku, fúziou dvoch izotopov vodíka; deutéria a tritia, na vytvorenie hélia a energetických neutrónov. V reaktoroch s magnetickou fúziou sa molekuly plynu musia zahriať na veľmi vysoké teploty, až do 100 miliónov stupňov Celzia, aby sa vytvorila kontrolovaná plazma.
Výskum jadrovej fúzie do veľkej miery zahŕňa pochopenie správania plazmy.
Jednou z hlavných výziev, ktorým čelia vedci a inžinieri v oblasti tavenia, je schopnosť udržiavať plazmu udržiavaním správneho vákuového tlaku. Preto je potrebná veľkoplošná, účinná vákuová platforma, ktorá zabezpečuje ultravysoké vákuum vo veľkých reaktorových nádobách a tiež v kryogénnom systéme okolo supervodivých magnetických polí, ktoré vytvárajú vysoké magnetické polia na obmedzenie plazmy. Veľmi vysoké teploty, ionizujúce žiarenie a silné magnetické polia predstavujú významné výzvy pre vákuové čerpadlá, prístrojové vybavenie a iný hardvér.
Na splnenie týchto neustále sa vyvíjajúcich požiadaviek sme v spoločnosti Edwards navrhli a vyvinuli špeciálne prispôsobené čerpadlo založené na našej technológii turbomolekulárnych čerpadiel nEXT, ktoré je schopné poskytovať výrazne zvýšenú odolnosť voči magnetickému poľu spolu s flexibilitou pri servise koncovým používateľom.
Inertná izolačná fúzia je ďalší prístup k vytváraniu kontrolovaných plaziem; spoločnosť Edwards sa podobne podieľa na poskytovaní kompatibilných vákuových technológií.
Vákuové čerpadlá pre laboratóriá a výskumné zariadenia
Od najmenšieho školského laboratória až po medzinárodné projekty výskumu a vývoja, vákuum uľahčuje vzdelávací rozvoj a vedecký vývoj na celom svete. Či už hľadáte samostatnú pumpu, alebo kompletné riešenie odsávania, naši odborníci vás budú sprevádzať každým krokom procesu výberu.
Univerzity vykonávajú širokú škálu činností, ktoré vyžadujú vákuum, ktoré sa budú líšiť v závislosti od disciplíny a oddelenia.
Príklady typického vákua používaného na univerzitných oddeleniach zahŕňajú:
Chemický priemysel
na uľahčenie reakcií vo vákuu, úloh, ako je odparovanie rozpúšťadla a destilácia.
Fyzika a materiálové vedy
pre širokú škálu experimentálnych nastavení;na štúdium dynamiky plynov alebo plazmy, na analýzu povrchov vzoriek v kontrolovaných prostrediach UHV alebo na vývoj kvantových technológií.
Inžinierstvo
Napríklad na štúdium v oblasti letectva a tribológie.
Biológia
pre aplikácie, ako je filtrácia, lyofilizácia (lyofilizácia)a príprava vzoriek elektronovou mikroskopiou.
Životné prostredie
na analýzu vzoriek vzduchu, monitorovanie úrovní znečistenia alebo výskum zachytávania uhlíka v kontrolovaných prostrediach.
Astronómia
na povlakovanie teleskopických zrkadiel a výrobu dôležitých konštrukčných dielov.
Geológia
na úlohy, ako je analýza stabilných izotopov a extrakcia kvapalín z geologických vzoriek.
Lekárske a biomedicínske vedy
v aplikáciách, ako je lyofilizácia farmaceutických vzoriek a pokročilé zobrazovacie techniky.
Nanotechnologické
na vytvorenie kontrolovaného prostredia na výrobu a charakterizáciu materiálov a zariadení v nanoveľkosti vrátane polovodičových technológií novej generácie.
Podtlakové čerpadlá pre príručné odkladacie skrinky
Vákuové čerpadlá sa používajú v rukavicových skrinkách na vytvorenie a udržanie kontrolovanej atmosféry na manipuláciu s materiálmi citlivými na vzduch, ako aj na zaistenie bezpečnosti experimentátora. Tieto uzavreté pracovné priestory zabraňujú kontaminácii, ktorá je životne dôležitá pri práci s produktmi, ako sú polovodiče, nanomateriály a biologické vzorky. Vo vedeckom výskume a vývoji uľahčujú vákuové rukavicové boxy syntézu nových zlúčenín, montáž zložitých zariadení a skúmanie najmodernejších procesov, ktoré si vyžadujú dôsledne kontrolované vákuové podmienky.
Pri pohľade do budúcnosti sú potenciálne aplikácie vákuových rukavicových skriniek rozsiahle, od pokročilých komponentov kvantového výpočtu až po zlepšenie technológií čistej energie, čo zdôrazňuje ich kľúčovú úlohu pri podpore inovácií v rôznych oblastiach štúdia.
Vákuové čerpadlá na experimentálne povlakovanie
Vákuové čerpadlá sa bežne používajú v experimentálnych povlakovacích procesoch na vytvorenie a udržiavanie vákuového prostredia počas nanášania rôznych typov povlakov, ako sú tenké vrstvy, povlaky pre solárne články a ochranné povlaky pre elektronické zariadenia.
Procesy vo všeobecnosti zahŕňajú umiestnenie substrátu, ktorý sa má naniesť, do vákuovej komory. Vákuové čerpadlo sa potom používa na odstránenie vzduchu a iných plynov z komory, čím sa vytvorí nízkotlakové prostredie. Po vypustení komory na požadovaný tlak sa do komory privedie povlakovací materiál vo forme plynu alebo pary; vákuum je rozhodujúce na udržanie rovnomerných a reprodukovateľných podmienok. Náterový materiál priľne k povrchu substrátu a vytvorí tenkú vrstvu.
Existujú rôzne typy vákuových čerpadiel používaných v experimentálnych procesoch povlakovania, ako sú rotačné lopatkové čerpadlá, membránové čerpadlá a turbomolekulárne čerpadlá. Každý typ čerpadla má svoje vlastné výhody a nevýhody a výber čerpadla vo veľkej miere závisí od veľkosti nádoby na vákuové povlakovanie a špecifických požiadaviek procesu povlakovania.
Vákuové zariadenia pre korozívne prostredia
Aj keď potrebujete vákuové zariadenie pre korozívne aplikácie, môžete sa na nás spoľahnúť. Chemické laboratóriá zvyčajne používajú vákuum buď na odstránenie látok odparovaním, alebo na zastavenie reakcií.
K dispozícii sú vákuové zariadenia s dobrou odolnosťou voči korózii, charakteristikami manipulácie s parami a klasifikáciou ATEX.
Vákuové zariadenia pre kvantový výpočet
Kvantový výpočet sa spolieha na použitie kvantových bitov alebo qubitov, ktoré môžu existovať v prekrytí viacerých stavov súčasne. Tieto stavy sú extrémne krehké a môžu byť ľahko narušené aj malým množstvom rušenia z ich prostredia.
Na ochranu pred týmto rušením a na dosiahnutie supervodivých stavov potrebných na vytvorenie qubitov sa kvantové počítače zvyčajne prevádzkujú pri extrémne nízkych teplotách; blížia sa k absolútnej nule.
Iónovo zachytené kvantové počítače vyžadujú starostlivú kontrolu svojho prostredia, aby si udržali svoje kvantové stavy. Vyžaduje to použitie podtlaku XHV. Kvantové počítače založené na fotonike si navyše vyžadujú kryogeniku na mieru.
Vákuum je tiež rozhodujúce pri výrobe a montáži zariadení pre kvantové snímače a komunikačný hardvér.
Vákuové zariadenia pre výskum vesmíru
Od svojho príchodu v 1960-tych rokoch je prieskum vesmíru vo veľkom meradle stále extrémne drahý a musí simulovať najnepriateľskejšie prostredie známe človeku.
Oprava alebo výmena komponentov na obežnej dráhe je často nemožná, a z týchto dôvodov je dôležité, aby vesmírne projekty dôkladne testovali technológie, ktoré sa budú používať, od celých satelitov a kozmických lodí až po jednotlivé komponenty.
Naše vákuové technológie simulujú priestorové podmienky na Zemi, ktoré umožňujú vykonávať široké spektrum skúšok, ako je odolnosť voči žiareniu, vysoké teplotné rozsahy a kompatibilita materiálov.
- Primárne čerpadlá a čerpadlá UHV sa používajú na replikáciu vákua vo vrstvách zemskej atmosféry na vákuum medzihviezdneho priestoru; pri tlakoch nižších ako 10 - 10 mbar.
- Kryovákuové a chladiace systémy simulujú extrémne chladné prostredia s teplotou -80 °C alebo nižšou, ktorým bude priestorové vybavenie musieť odolať.
- Vykurovacie technológie vo vákuových komorách umožňujú simuláciu extrémneho slnečného tepelného zaťaženia; až do +180°C. Tieto podmienky sú nevyhnutné na testovanie kompatibility a trvanlivosti počas štartu/opätovného vstupu.
- Okrem toho sú vákuové technológie od spoločnosti Edwards prítomné v širokej škále simulácií, ako sú iónové rušenie, odolnosť voči vibráciám a testovanie kozmického prachu.
- Naše čerpadlá sú tiež kľúčové pri poskytovaní čistého, bezprašného prostredia potrebného na konštrukciu kozmických technológií.
Okrem poskytovania popredných technológií, ako sú vákuové čerpadlá a kryogénne riešenia, sa zameriavame aj na zabezpečenie toho, aby mal kozmický trh prístup ku všetkým podporným produktom od detektorov úniku, meračov , komponentova náhradných dielov. Chápeme, že kritické testovanie možno dosiahnuť len vtedy, ak je 100 % vášho vákuového riešenia v prevádzke.
- Brožúra
High Energy Physics - Brochure
