Применение вакуума в науке и технике

В современном производстве все чаще можно встретить использование вакуумных технологий. Человечеству уже трудно представить некоторые из сфер промышленности без вакуумных приборов и аппаратов. Это связано с большим количеством положительных качеств вакуумного оборудования:

• — вакуумные технологии позволяют использовать дешевые материалы, при этом качество произведенной продукции остается на самом высоком уровне;
• — использование вакуумных технологий позволяет не наносить вреда окружающей среде, производство почти на 100% экологически чистое;
• — вакуумная технология дает возможность полной автоматизации управления, в результате этого работа для обслуживающего персонала становится значительно проще.

И это далеко не полный список преобладаний над другим оборудованием.

Таким образом, можно с твердой уверенностью сказать, что вакуумная технология является одной из самых перспективных, как для использования её в различных отраслях, так и для дальнейшего её исследования.

Экспериментальные исследования испарения и конденсации, поверхностных явлений, некоторых тепловых процессов, низких температур, ядерных и термоядерных реакций осуществляются в вакуумных установках, Основной инструмент современной ядерной физики ускоритель за ряженных частиц немыслим без вакуума. Вакуумные системы применяются в химии для изучения свойств чистых веществ, изучения состава и разделения компонентов смесей, скоростей химических реакций.

Техническое применение вакуума непрерывно расширяется, но с конца прошлого века и до сих пор наиболее важным его применением остается электронная техника. В электровакуумных приборах вакуум является конструктивным элементом и обязательным условием их функционирования в течение всего срока службы. Низкий и средний вакуум используется в осветительных при борах и газоразрядных устройствах, Высокий вакуум в приемно-усилительных и генераторных лампах, Наиболее высокие требования к вакууму предъявляются при производстве электронно-лучевых трубок и сверхвысокочастотных при боров, Для работы полупроводникового прибора вакуум не требуется, но в процессе его изготовления широко используется вакуумная технология. Особенно широко вакуумная техника применяется в производстве микросхем, где процессы нанесения тонких пленок, ионного травления, электронолитографии обеспечивают получение элементов электронных схем субмикронных размеров.

В металлургии плавка и переплав металлов в вакууме освобождает их от растворенных газов, благодаря чему они приобретают высокую механическую прочность, пластичность и вязкость.

Плавкой в вакууме получают безуглеродистые сорта железа для электродвигателей, высокоэлектропроводную медь, магнии, кальций, тантал, платину, титан, цирконий, бериллий, редкие металлы и их сплавы, В производстве высококачественных сталей широко применяется вакуумирование. Спекание в вакууме порошков Tyгoплавких металлов, таких, как вольфрам и молибден, является одним из основных технологических процессов порошковой металлургии, Сверхчистые вещества, полупроводники, диэлектрики изготавливаются в вакуумных кристаллизационных установках.

Сплавы с любым соотношением компонентов могут быть получены методами вакуумной молекулярной эпитаксии. Искусственные кристаллы алмаза, рубина, сапфира получают в вакуумных установках. Диффузионная сварка в вакууме позволяет получать неразъемные герметичные соединения материалов с сильно различающимися температурами плавления. Таким способом соединяют керамику с металлом, сталь с алюминием и т, д. Высококачественное соединение материалов с однородными свойствами обеспечивает электронно-лучевая сварка в вакууме.