چمبر خلد

پدیده های متداول در محفظه های خلأ

با توجه به بازه خلأ مورد نیاز، پدیده‌های متفاوتی در محفظه خلأ رخ می‌دهد. به طور کلی این پدیده‌ها مرتبط با آزاد شدن گاز درون محفظه خلأ و ورود گاز به آن است. ورود و خروج گاز تأثیر بسزائی بر عملکرد محفظه و سیستم خلأ دارد. برای طراحی مناسب محفظه خلأ نیاز به درک کامل پدیده‌هایی که در این محفظه‌ها اتفاق می افتد داریم زیرا در نظر نگرفتن این پدیده‌ها در طراحی محفظه خلأ منجر به افزایش بسیار زیاد زمان مورد نیاز ایجاد خلأ در محفظه، کاهش کیفیت خلأ و یا حتی ناتوانی در ایجاد خلأ می‌شوند و در طولانی مدت منجر به افت عملکرد محفظه و سیستم خلأ می‌گردند. در ذیل چند پدیده متداول ذکر شده‌اند:

تبخیر(فشار بخار ناشی از تبخیر)

در حالت تعادل دینامیکی تعداد مولکول‌هایی که از سطح مایع یا جامد می‌گریزند برابر با تعداد مولکول‌هایی است که به سطح مایع یا جامد بر می‌گردند. فشار بخار ایجاد شده از تبخیر برابر فشار مولکول‌هایی است که از سطح مایع یا جامد گریخته‌اند. هم چنین این فشار تابعی از دما است. در سیستم‌های خلأ، مواد با فشار بخار بالا مطلوب نیستند چرا که موجب افت عملکرد محفظه خلأ می‌شوند. بیشتر فلزات فشار بخار کمی دارند ولی برخی فلزات مانند آلیاژ های دارای روی، سرب، کادمیوم، سلنیوم و گوگرد فشار بخار بالایی دارند که برای سیستم‌های خلأ نامطلوب است.

 نفوذ

نفوذ یک فرآیند سه مرحله‌ای است. در مرحله اول، مولکول‌ها و اتم‌های خارج از محفظه روی دیواره‌ی خارجی محفظه، جذب سطحی می‌شوند. در مرحله دوم، مولکول‌ها و اتم‌های جذب شده روی دیواره خارجی محفظه تا سطح داخلی محفظه (از میان دیواره) انتشار می‌یابند (انتشار، انتقال مولکول‌ها و اتم‌ها از نقطه‌ای با غلظت بالاتر به نقطه‌ای با غلظت پایین‌تر در یک محیط است). در مرحله آخر مولکول‌ها و اتم‌ها از سطح داخلی محفظه دفع می‌شوند. به طور کلی میزان نفوذ کم در محفظه‌های خلأ مطلوب و مورد نیاز است.

 دفع گاز

فلزات در حین تولید و شکل‌گیری (برای مثال در فرآیند ریخته‌گری) اکسیژن و سایر گازها را در خود جذب می‌کنند که در فرآیند دفع گاز، با کم شدن فشار محفظه خلأ، این گازهای جذب شده را دفع می‌کنند. در این فرآیند گازها و بخارهایی که درون دیواره محفظه جذب شده‌اند، با کم شدن فشار داخل محفظه خلأ به سمت دیواره داخلی محفظه انتشار می‌یابند و آزاد می‌شوند.  در سیستم‌های خلأ تلاش بر استفاده از مواد با حداقل مقدار دفع گاز است و از راهکاری مختلفی برای رفع این مشکل استفاده می شود.

برگشت خلاف جهت

در این فرآیند مایعات پمپ (مثلاً روغن مورد استفاده در برخی پمپ‌ها) تبخیر شده و وارد محفظه می‌شوند. یکی از راهکارهای رفع این مشکل استفاده از پمپ‌های خشک است.

نشتی‌ها

در سیستم‌های خلأ نشتی‌ها به دو دسته واقعی و مجازی تقسیم می‌شوند. نشتی‌های واقعی، نشتی‌هایی هستند که گاز از خارج می‌تواند از آنها عبور کند. منشأ این نشتی‌ها می‌تواند سیلینگ نامناسب، جوشکاری ضعیف و …. باشد. نشتی‌های مجازی نیز قسمت‌هایی هستند که گاز در آنها به دام افتاده است. برای پیدا کردن این نوع نشتی‌ها می‌بایست از طیف سنج‌های جرمی استفاده کرد.