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 aufrechterhalten. Hochleistungspolymere wie PEEK und PPS sind für diesen Zweck gut geeignet und bieten eine Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Verbindungselementen aus Metall.
PEEK (Polyetheretherketon) ist ein Hochleistungspolymer, das für seine hervorragenden mechanischen Eigenschaften, seine hohe Temperaturbeständigkeit und seine chemische Beständigkeit bekannt ist. Es wird häufig in Vakuumsystemen verwendet, da es leicht und stark ist und eine niedrige Ausgasungsrate aufweist. PEEK-Befestigungselemente sind außerdem beständig gegen viele gängige Lösungsmittel und Chemikalien, was sie ideal für den Einsatz in rauen Umgebungen macht.
Ein weiterer wichtiger Vorteil von PEEK-Befestigungselementen ist ihre Fähigkeit, eine vakuumdichte Versiegelung aufrechtzuerhalten. Vakuumsysteme erfordern eine dichte Abdichtung, um das gewünschte Vakuumniveau aufrechtzuerhalten. PEEK-Befestigungselemente können diese Abdichtung auch bei hohen Temperaturen und Drücken bieten und 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 Chemikalienbeständigkeit bekannt. Es ist auch eine gute Wahl für Anwendungen, die eine hohe Festigkeit und Dimensionsstabilität erfordern.
Einer der Hauptvorteile von PPS-Befestigungselementen ist ihre Fähigkeit, hohen Temperaturen standzuhalten, ohne ihre Festigkeit zu beeinträchtigen oder zu verlieren. Dadurch eignen sie sich ideal für den Einsatz in Hochtemperatur-Vakuumsystemen, wie sie beispielsweise in der Halbleiterverarbeitung oder in Luft- und Raumfahrtanwendungen eingesetzt werden.
Die Entlüftung ist ein wichtiger Aspekt bei der Konstruktion von Vakuumsystemen. Um ein stabiles Vakuum aufrechtzuerhalten, ist es notwendig, jegliches Gas, das in das System eintritt, zu entfernen. 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, sodass Gas aus dem System entweichen kann, ohne die vakuumdichte Abdichtung zu beeinträchtigen. Die Position und Größe der Entlüftungslöcher müssen sorgfältig entworfen werden, um sicherzustellen, dass sie die Leistung des Befestigungselements oder des Vakuumsystems als Ganzes nicht beeinträchtigen.
Zusätzlich zu Entlüftungslöchern können spezielle Befestigungselemente wie Entlüftungsschrauben und -bolzen verwendet werden, um eine Entlüftung in Vakuumsystemen bereitzustellen. Diese Befestigungselemente enthalten einen hohlen Kern, der das Entweichen von Gas aus dem System ermöglicht. Belüftete Schrauben und Bolzen werden typischerweise aus Materialien wie Titan oder Edelstahl hergestellt, die mit Vakuumumgebungen kompatibel sind.
Bei der Konstruktion eines Vakuumsystems ist es wichtig, Befestigungselemente auszuwählen, die mit den im System verwendeten Materialien kompatibel sind. Dies umfasst nicht nur die in der Vakuumkammer verwendeten Materialien, sondern auch alle Materialien, die im Herstellungsprozess verwendet werden.
Ein potenzielles Problem bei der Verwendung von PEEK- und PPS-Befestigungselementen in Vakuumsystemen besteht darin, dass sie Gase freisetzen können, wenn sie hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Dies ist als Ausgasen bekannt und kann ein erhebliches Problem in Vakuumsystemen darstellen, insbesondere solchen, die in der wissenschaftlichen Forschung verwendet werden.
Um das Ausgasen zu minimieren, ist es wichtig, Verbindungselemente auszuwählen, die eine geringe Ausgasungsrate aufweisen. PEEK- und PPS-Befestigungselemente werden typischerweise verarbeitet, um ihre Ausgasungsrate zu reduzieren, wodurch 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 Hochtemperaturbeständigkeit bekannt ist. Es wird häufig in Vakuumsystemen verwendet, da es eine geringe Ausgasungsrate aufweist und einer Vielzahl von Chemikalien und Lösungsmitteln standhalten kann.