Vakuumsysteme werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von der wissenschaftlichen Forschung bis zur industriellen Verarbeitung. Um die gewünschte Leistung zu erzielen, benötigen diese Systeme Befestigungselemente, die hohen Temperaturen, Drücken und korrosiven Umgebungen standhalten und gleichzeitig eine vakuumdichte Abdichtung gewährleisten. Polymere wie PEEK und PPS sind für diesen Zweck gut geeignet und bieten eine Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Metallbefestigungen.
PEEK (Polyetheretherketon) ist ein Hochleistungspolymer, das für seine hervorragenden mechanischen Eigenschaften, seine hohe Temperaturbeständigkeit und chemische Beständigkeit bekannt ist. Es wird häufig in Vakuumsystemen verwendet, da es leicht und stabil ist und eine geringe Ausgasungsrate aufweist. PEEK-Befestigungselemente sind außerdem beständig gegen viele gängige Lösungsmittel und Chemikalien und eignen sich daher ideal für den Einsatz in rauen Umgebungen.
Ein weiterer wichtiger Vorteil von PEEK-Verschlüssen ist ihre Fähigkeit, eine vakuumdichte Abdichtung aufrechtzuerhalten. Vakuumsysteme erfordern eine dichte Abdichtung, um das gewünschte Vakuumniveau aufrechtzuerhalten. PEEK-Verschlüsse können diese Abdichtung auch bei hohen Temperaturen und Drücken gewährleisten und so sicherstellen, dass das Vakuum stabil und konstant bleibt.
PPS (Polyphenylensulfid) ist ein weiteres Hochleistungspolymer, das häufig in Vakuumsystemen verwendet wird. Wie PEEK ist PPS für seine hohe Temperaturbeständigkeit und chemische Beständigkeit bekannt. Es ist auch eine gute Wahl für Anwendungen, die eine hohe Festigkeit und Dimensionsstabilität erfordern.
Einer der Hauptvorteile von PPS-Verbindungselementen ist ihre Fähigkeit, hohen Temperaturen standzuhalten, ohne dass sie nachlassen oder ihre Festigkeit verlieren. Dadurch eignen sie sich ideal für den Einsatz in Hochtemperatur-Vakuumsystemen, wie sie beispielsweise in der Halbleiterverarbeitung oder in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt werden.
Die Entlüftung ist ein wichtiger Aspekt bei der Konstruktion von Vakuumsystemen. Um ein stabiles Vakuum aufrechtzuerhalten, muss sämtliches Gas, das in das System eindringt, entfernt werden. Die Entlüftung kann durch die Verwendung spezieller Befestigungselemente mit Entlüftungslöchern oder durch die Verwendung separater Entlüftungskomponenten erreicht werden.
In Befestigungselemente aus PEEK und PPS können Entlüftungslöcher eingearbeitet werden, die es dem Gas ermöglichen, aus dem System zu entweichen, ohne die vakuumdichte Abdichtung zu beeinträchtigen. Die Position und Größe der Entlüftungslöcher muss sorgfältig gewählt werden, um sicherzustellen, dass sie die Leistung des Befestigungselements oder des gesamten Vakuumsystems nicht beeinträchtigen.
Zusätzlich zu Entlüftungslöchern können spezielle Befestigungselemente wie belüftete Schrauben und Bolzen verwendet werden, um die Entlüftung in Vakuumsystemen zu gewährleisten. Diese Befestigungselemente verfügen über einen hohlen Kern, durch den Gas aus dem System entweichen kann. Belüftete Schrauben und Bolzen werden normalerweise aus Materialien wie Titan oder Edelstahl hergestellt, die mit Vakuumumgebungen kompatibel sind.
Bei der Konstruktion eines Vakuumsystems ist es wichtig, Verbindungselemente auszuwählen, die mit den im System verwendeten Materialien kompatibel sind. Dies gilt nicht nur für die in der Vakuumkammer verwendeten Materialien, sondern auch für alle im Herstellungsprozess verwendeten Materialien.
Ein potenzielles Problem bei der Verwendung von PEEK- und PPS-Verbindungselementen in Vakuumsystemen besteht darin, dass sie bei hohen Temperaturen Gase freisetzen können. Dies wird als Ausgasen bezeichnet und kann in Vakuumsystemen, insbesondere in solchen, die in der wissenschaftlichen Forschung verwendet werden, ein erhebliches Problem darstellen.
Um die Ausgasung zu minimieren, ist es wichtig, Verbindungselemente mit niedriger Ausgasungsrate auszuwählen. PEEK- und PPS-Verbindungselemente werden normalerweise so verarbeitet, dass ihre Ausgasungsrate reduziert wird, sodass sie für den Einsatz in Vakuumsystemen geeignet sind.
Neben PEEK und PPS gibt es eine Reihe weiterer Hochleistungspolymere, die für den Einsatz in Vakuumsystemen geeignet sind. Dazu gehören Materialien wie PVDF (Polyvinylidenfluorid) und PTFE (Polytetrafluorethylen).
PVDF ist ein Hochleistungspolymer, das für seine hervorragende chemische Beständigkeit und hohe Temperaturbeständigkeit bekannt ist. Es wird häufig in Vakuumsystemen verwendet, da es eine geringe Ausgasungsrate aufweist und dem Kontakt mit einer Vielzahl von Chemikalien und Lösungsmitteln standhält.