خلأ

خلأ

خلأ فضایی است که از هوا و سایر گازها خالی شده است و فشار آن کمتر از فشار اتمسفر است. به طور کلی، رسیدن به خلأ کامل (فضایی خالی از هرگونه سیال) غیر ممکن است زیرا حتی در بهترین سیستم‌های خلأ نیز نمی‌توان تمام منابع ورود گاز به سیستم را از بین برد (همیشه نشتی‌های کوچک و برون‌دهی گاز ولو به مقدار کم وجود دارند).

 

دسته بندی فرآیندهای خلاء بر اساس محدوده های فشار:

الف: خلاء ابتدایی یا پا ئین ( ۱bar-1mbar)

از فرآیندهای معمول در این ناحیه فشاری می توان خشک کردن ، تقطیر کردن و گاز زدایی از فولاد را نام برد.

ب: خلاء متوسط

در این محدوده فشاری می توان به فرآیندهایی نظیر تقطیر مولکولی، تولید یخ خشک، باردار کردن فلزات، کوره های قالب ریزی و ذوب وکوره های قوس الکتریکی اشاره کرد.

ج: خلاء بالا

در این محدوده فشاری می توان فرآیندهایی نظیر اسپکترومتر جرمی، میکروسکوپ های الکترونی، کارخانه های اشعه الکترونی، شتاب دهنده های ذرات و رشدکریستال را نام برد.

د: خلاء خیلی بالا

از فرآیند های معمول در این ناحیه، می توان به شکافت هسته ای، تحقیقات فضا، فیزیک سطح اشاره کرد.

کاربردهای خلأ

از خلأ در تنوع وسیعی از کاربردها و وسایل استفاده می گردد. نخستین استفاده ی وسیعش در لامپ روشنایی التهابی برای محافظت از رشته سیمِ التهابی از سوختن و فروپاشی شیمیایی بود. با ایجاد خلأ از انجام واکنش شیمیایی در جوشکاریِ اشعه ی الکترونی، جوشکاریِ سرد، بسته بندی در خلأ، و سرخ کردن غذا در خلأ استفاده می شود.

از خلأ خیلی بالا در مطالعه ی مواد درسطح اتمی تمیز استفاده می شود زیرا تنها یک خلأ خیلی خوب سطوح در سطح اتمی تمیز را برای یک زمان معقول طولانی (از مرتبه ی دقایق تا روزها) حفظ می کند. خلأی در حد بالا تا خیلی بالا ممانعتِ هوا را مرتفع می سازد و اجازه می دهد تابش های ذره ای بنشینند یا مواد را بدون آلودگی بردارند. از این خاصیت در نشست بخار شیمیایی، نشست بخار فیزیکی، و قلم زدن (یا تیزاب کاری) خشک که در تولید نیمه رساناها و لایه گذاری های اپتیکی و علوم سطح ضروری هستند استفاده می شود.

کم شدنِ همرفت گرمایی بر اثر ایجاد خلأ همچون یک عایق حرارتی در بطری های فلاسک عمل می کند. خلأ عمیق نقطه ی جوش مایعات را پایین می آورد و رهاسازی گازهای گیرافتاده را در دماهای پایین گسترش می دهد که از آن در خشک کردن سرد، آماده سازی چسب، تقطیر، متالوژی، و پاک سازی پروسه استفاده می شود. از خواص الکتریکی خلأ در میکروسکوپ های الکترونی و لامپ های خلأ منجمله لوله های اشعه ی کاتدی استفاده می شود. مرتفع ساختن اصطکاک هوا در ذخیره ی انرژی در فلای ویل و سانتریفیوژهای فوق سریع مفید است.