imported>Grassel123: Fehlleitung

2025-11-10T19:36:13Z

Fehlleitung

Neue Seite

[[Datei:Voyage in Space page065.png|mini|hochkant=1.1|Symbol der '''Vakuumtechnik''': die ''[[Magdeburger Halbkugeln]]'']]
[[Datei:Magdeburg hemispheres, drawing from Fotothek 0005669.jpg|mini|hochkant=1.1|''„Pionier der '''Vakuumtechnik'''“'': 1657 zeigte ''[[Otto von Guericke]]'' die Wirkung von [[Vakuum]] mit den ''[[Magdeburger Halbkugeln]]''|links]]
[[Datei:Magdeburg Hemispheres sheme.svg|mini|hochkant=1.1|Tatsächlich presst der äußere [[Luftdruck]] die ''[[Magdeburger Halbkugeln]]'' zusammen: a) Halbkugeln mit Luft gefüllt, b) luftleere Halbkugeln, 1. Griff, 2. luftdichte Abdichtung, 3. Magdeburger Halbkugel, 4. Luftdruck, 5. Vakuum]]
[[Datei:Kolbenluftpumpe hg.jpg|mini|hochkant=1.1|Glasglocke mit Kolben-Vakuumpumpe für Schulversuche]]
Die '''Vakuumtechnik''' befasst sich mit Geräten und Verfahren zur Erzeugung, Aufrechterhaltung und Messung eines [[Vakuum]]s sowie dessen [[Technik|technischen]] Anwendungen.<ref>{{Literatur |Autor=Karl Jousten, Wolfgang Jitschin, Felix Sharipov, Rudolf Lachenmann, Alfons Jünemann |Titel=Wutz Handbuch Vakuumtechnik mit 124 Tabellen und 102 Beispielen |Auflage=11., überarb. und erw. Aufl |Ort=Wiesbaden |Datum=2013 |ISBN=978-3-8348-1745-7}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=John F. O’Hanlon |Titel=A user's guide to vacuum technology |Auflage=3rd ed |Verlag=Wiley-Interscience |Ort=Hoboken, NJ |Datum=2003 |ISBN=0-471-27052-0}}</ref>

Die [[Vakuum#Geschichte der Erforschung|Erforschung und die technische Erzeugung des Vakuums]] begann im 17. Jahrhundert. Heute wird die Vakuumtechnik in zahlreichen Bereichen der Industrie und Forschung eingesetzt, wie z. B. in der Produktions- und Fertigungstechnik zur Behandlung von Werkstoffen oder zur [[Handhabungseinrichtung|Handhabung]], in der [[Lebensmittelindustrie]], in der [[Medizintechnik]], in [[Physik]] und [[Chemie]].<ref>{{Internetquelle |url=https://www.physik.uni-kl.de/dvg/index.php/diedvg/nichts-geht-ohne-vakuum |titel=Nichts geht ohne Vakuum - DVG-Home |abruf=2021-11-27}}</ref><ref>{{Internetquelle |autor=Lisa Klein |url=https://www.pro-physik.de/nachrichten/bewegend-vermessend-produzierend-inspirierend-vakuum-kann-was |titel=Bewegend, vermessend, produzierend, inspirierend – Vakuum kann was! |werk=pro-physik.de |hrsg=[[Wiley-VCH]] GmbH |datum=30.12.2020 |sprache=de |abruf=2021-11-27}}</ref> Je nach Anwendung wird ein bestimmter Vakuumbereich zwischen dem [[Luftdruck]] der Atmosphäre von etwa 1000 [[Pascal (Einheit)|hPa]] und einem extremen Ultrahochvakuum von 10−14 hPa eingesetzt.

Einige signifikante Beiträge zur Vakuumtechnik leisteten u. a. die Physiker [[Otto von Guericke]], [[Wolfgang Gaede]], [[Marcello Pirani]], [[Rudolf Jaeckel]] und [[Lewis D. Hall|Lewis Hall]] ([[Varian Associates|Varian]]).<ref>{{Literatur |Autor=Lewis D. Hall |Titel=Ionic Vacuum Pumps: Instead of removing the particles of gas, some new pumps simply transfer them to the solid phase. |Sammelwerk=Science |Band=128 |Nummer=3319 |Datum=1958-08-08 |Sprache=en |ISSN=0036-8075 |DOI=10.1126/science.128.3319.279 |Seiten=279–285 |Online=https://www.science.org/doi/10.1126/science.128.3319.279 |Abruf=2023-01-15}}</ref>

== Anwendungsbereiche ==
Die Vakuumtechnik findet Anwendung in vielen Bereichen und dient als Grundlage für auf Vakuum basierender Technologien. Sie kann als eine Grenzwissenschaft zu den [[Materialwissenschaft und Werkstofftechnik|Materialwissenschaften]] verstanden werden. Dazu zählen die [[Oberflächenphysik]] (bspw. die Verfahren [[CVD-Beschichtung|CVD]], [[Physikalische Gasphasenabscheidung|PVD]]), die [[Dünnschichttechnik]], die [[Mikrosystemtechnik|Mikro]]- und [[Nanotechnologie]] und Teile der [[Verfahrenstechnik|Prozesstechnik]].

Ebenfalls spielt sie eine Rolle in der [[Raumfahrt]]<ref>{{Internetquelle |autor=Andreas Kollbrunner |url=https://blog.leybold.com/de-ch/vakuum-technologie-für-raum-simulationskammern |titel=Wie es funktioniert: Vakuumtechnologie für Weltraum-Simulationskammern |sprache=de-ch |abruf=2022-07-01}}</ref>, bei [[Kernfusionsreaktor]]en,<ref>{{Internetquelle |autor=Pat Brans |url=https://www.iter.org/newsline/-/3470 |titel=Vacuum {{!}} The art and science of cleanliness in a fusion reactor |werk=[[ITER]] |datum=2020-07-20 |sprache=en |abruf=2023-03-11}}</ref> [[Teilchenbeschleuniger]], in der [[Lebensmittelindustrie]] ([[Gefriertrocknung]]), im Haushalt ([[Staubsauger]], [[Vakuumgaren]], [[Vakuumiergerät]]) usw.

== Vakuumerzeugung ==
Um ein Vakuum in einem zuvor [[gas]]gefüllten Volumen zu erzeugen, müssen Gasteilchen (siehe auch: [[kinetische Gastheorie]]) aus dem Volumen entfernt werden. Dies geschieht mithilfe von [[Vakuumpumpe]]n, die nach ihrem Funktionsprinzip in zwei Gruppen eingeteilt werden können. Kompressionspumpen entfernen Gasteilchen aus dem Volumen durch Verdrängen oder Impulsübertragung. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Gasteilchen an der Wand des auszupumpenden Volumens zu [[Kondensation|kondensieren]] oder [[Chemische Bindung|chemisch zu binden]].

In der Vakuumtechnik werden die folgenden Druckbereiche unterschieden (''für eine Tabelle mit weiteren Details siehe: [[Vakuum#Druckbereiche|Vakuum → Druckbereiche]]''):
* Grobvakuum: 1013 hPa bis 1 hPa,
* Feinvakuum: 1 hPa bis 10−3 hPa,
* Hochvakuum: 10−3 hPa bis 10−8 hPa,
* Ultrahochvakuum (UHV): unter 10−8 hPa.
Die Wahl der Vakuumpumpe hängt vom zu erreichenden [[Druck (Physik)|Druck]] und dem Einsatzbereich ab. Bei einem hohen Vakuum werden mehrstufige Verfahren mit Vorvakuum- und Hochvakuumpumpe angewendet.<ref>{{Internetquelle |autor=Barbara Wolfahrt |url=https://www.spektrum.de/news/kernfusionsreaktor-wendelstein-7-x-steht-in-den-startloechern/1294435 |titel=Wendelstein 7-X: Eine Kernfusion der neuen Art |werk=Spektrum |hrsg=Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft |datum=10.06.2014 |sprache=de |abruf=2021-11-27}}</ref>

Der aktuelle Rekord (Stand 2020) liegt bei 6.7 × 10−17 hPa.<ref>{{Literatur |Autor=Georg Gaertner |Titel=History of Vacuum Electronics and Vacuum Electron Sources and Future Development Trends |Sammelwerk=Modern Developments in Vacuum Electron Sources |Band=135 |Verlag=Springer International Publishing |Ort=Cham |Datum=2020 |Sprache=en |ISBN=978-3-030-47290-0 |DOI=10.1007/978-3-030-47291-7_1 |Seiten=1–31 |Online=https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-47291-7_1 |Abruf=2023-01-15}}</ref>

== Hersteller und Markt ==
Zu den bekannten Herstellern von Pumpen, Anlagen und Systemen (speziell für UHV) zählen z. B. [[Edwards (Unternehmen)|Edwards]], [[Leybold GmbH|Leybold]], [[Pfeiffer Vacuum|Pfeiffer]], [[Pink (Unternehmen)|PINK]] bzw. Hersteller, die auf Vakuumtechnik und den Grundkomponenten basierende Anlagen für die [[Halbleiterindustrie]] entwickeln, wie z. B. [[Advanced Micro-Fabrication Equipment (Unternehmen)|AMEC]], [[Aixtron]], [[Tokyo Electron]], [[Veeco]], [[Ulvac]] usw.

== Vakuummessung und -steuerung ==
Zur Messung des Drucks dienen [[Vakuummeter]], die jeweils einen charakteristischen Messbereich besitzen, der wegen des großen Druckbereichs in der Vakuumtechnik nur einen Teil des Gesamtbereichs überdeckt. Die Druckmessung kann gasabhängig sein.

Direkte oder absolute Vakuummeter messen den Druck als [[Kraft]], die auf eine Fläche wirkt. Die direkte Druckmessung ist nur im Grobvakuumbereich relativ genau. Bei der indirekten Druckmessung wird der Druck als Funktion einer [[dichte]]- und damit druckabhängigen Eigenschaft ermittelt. Soll der Druck mit einer geringen [[Messunsicherheit]] ermittelt werden, ist bereits im Feinvakuumbreich ein hoher Aufwand erforderlich.

Bei Vakuumprozessen muss der Druck laufend kontrolliert und bei Bedarf geregelt werden. Die Messwerte werden an Kontroll- und Schaltwarten übermittelt und registriert. Durch diese Steuerung und Regelung wird der Druck in der Vakuumanlage in einem bestimmten Bereich gehalten.

== Literatur ==

=== Fachartikel ===
* {{Literatur |Autor=Wolfgang Jorisch |Titel=Die Vakuumtechnik: Seit Jahrzehnten eine unabdingbare Voraussetzung unserer Hochtechnologie |Sammelwerk=Vakuum in Forschung und Praxis |Band=23 |Nummer=4 |Datum=2011-08 |DOI=10.1002/vipr.201190033 |Seiten=3–3}}
* {{Literatur |Autor=I. J. R. Aitchison |Titel=Nothing’s plenty the vacuum in modern quantum field theory |Sammelwerk=Contemporary Physics |Band=26 |Nummer=4 |Datum=1985-07 |Sprache=en |DOI=10.1080/00107518508219107 |Seiten=333–391}}

=== Fachbücher ===
* {{Literatur |Autor=Oleg B. Malyshev |Titel=Vacuum in Particle Accelerators: Modelling, Design and Operation of Beam Vacuum Systems |Auflage=1 |Verlag=Wiley |Jahr=2019 |Sprache=en |ISBN=978-3-527-34302-7 |DOI=10.1002/9783527809134}}
* {{Literatur |Autor=[[Max Wutz]] |Titel=Handbuch Vakuumtechnik |Hrsg=Karl Jousten |Auflage=12., neu bearbeitete Auflage |Verlag=Springer Vieweg |Ort=Wiesbaden [Heidelberg] |Jahr=2018 |Sprache=de |Reihe=Springer Reference Technik |ISBN=978-3-658-13386-3}}
* {{Literatur |Titel=Vacuum technology in the chemical industry |Hrsg=Wolfgang Jorisch |Auflage=1. Aufl |Verlag=WILEY-VCH |Ort=Weinheim, Bergstr |Jahr=2015 |Sprache=en |ISBN=978-3-527-31834-6}}
* {{Literatur |Autor=Donald M. Mattox |Titel=The foundations of vacuum coating technology |Verlag=Springer |Ort=Berlin |Jahr=2003 |Sprache=en |ISBN=978-3-540-20410-7}}
* {{Literatur |Titel=Foundations of vacuum science and technology |Hrsg=James M. Lafferty |Verlag=Wiley |Ort=New York |Jahr=1998 |Sprache=en |ISBN=978-0-471-17593-3}}
* {{Literatur |Autor=Nagamitsu Yoshimura |Titel=Vacuum technology: practice for scientific instruments |Verlag=Springer |Ort=Berlin |Jahr=2008 |Sprache=en |ISBN=978-3-540-74432-0}}
* {{Literatur |Autor=John F. O’Hanlon |Titel=A User’s Guide to Vacuum Technology |Auflage=3. |Verlag=Wiley-Interscience |Ort=Hoboken, NJ |Jahr=2003 |Sprache=en |ISBN=978-0-471-27052-2 |Online=https://archive.org/details/usersguidetovacu0000ohan}}

=== Klassiker, Geschichte, Populär ===
* {{Literatur |Autor=M. Pirani, J. Yarwood |Titel=Principles of Vaccum Engineering |Verlag=Chapman and Hall |Ort=London |Datum=1963 |Sprache=en |Online=https://archive.org/details/principlesofvacu0000pira}}
* {{Literatur |Autor=Heinz Barfuss |Titel=Die Geschichte der Vakuumtechnik: Ein Rückblick über fünf Jahrhunderte |Sammelwerk=Vakuum in Forschung und Praxis |Band=25 |Nummer=2 |Datum=2013-04 |DOI=10.1002/vipr.201300524 |Seiten=8–13}}
* {{Literatur |Autor=[[Henning Genz]] |Titel=Nichts als das Nichts: die Physik des Vakuums |Verlag=Wiley-VCH |Ort=Weinheim |Datum=2004 |Reihe=Erlebnis Wissenschaft |ISBN=978-3-527-40319-6}}

=== Journale und Magazine ===
* [https://avs.scitation.org/ AVS Journale] (Journal of Vacuum Science & Technology A, B etc.)
* [[CERN]] Courier: ''In focus:'' [https://cerncourier.com/p/in-focus/vacuum-technology/ Vacuum Technology]
* [http://oberflaeche.de/vakuumtechnologie Vakuum in Forschung und Praxis] (Zeitschrift herausgegeben vom I.G.T.-Verlag)

== Weblinks ==
* Walter Umrath et al. ''[https://www.leyboldproducts.de/media/pdf/ca/09/d6/FVT_Grundlagen_der_Vakuumtechnik.pdf Grundlagen der Vakuumtechnik]'' ([[Leybold GmbH|Leybold]] Vakuum, 238 S., PDF, 7 MB)

== Siehe auch ==
* [[Unterdruck]]

== Einzelnachweise ==
<references/>

{{Normdaten|TYP=s|GND=4062270-8}}

[[Kategorie:Vakuumtechnik| ]]
[[Kategorie:Festkörperphysik]]
[[Kategorie:Oberflächenphysik]]
[[Kategorie:Technisches Fachgebiet]]
[[Kategorie:Ingenieurwissenschaftliches Fachgebiet]]

Vakuumtechnik - Versionsgeschichte

imported>Grassel123: Fehlleitung