Vakuum

Saugleistung und Gaslast

Die Saugleistung S = dV ⁄ dt ist ein Volumenstrom, d. h. das Gasvolumen, das pro Zeiteinheit durch die Pumpe strömt; Hersteller nutzen diese Größe zur Charakterisierung ihrer Pumpen.

Die Gaslast q ≈ dm ⁄ dt entspricht einem Massenstrom, also der Gesamtzahl an Molekülen, die pro Zeiteinheit die Pumpe passieren.

Evakuierungszeit

S [m³/h]	10⁰ mbar	10⁻¹ mbar	10⁻² mbar	10⁻³ mbar	10⁻⁴ mbar
10	5 min	6 min	7 min	9 min	10 min
20	3 min	3 min	4 min	5 min	5 min
30	2 min	2 min	3 min	3 min	4 min
40	2 min	2 min	2 min	3 min	3 min
50	1 min	2 min	2 min	2 min	2 min
60	1 min	1 min	2 min	2 min	2 min
70	1 min	1 min	1 min	2 min	2 min
80	1 min	1 min	1 min	2 min	2 min
90	1 min	1 min	1 min	1 min	2 min
100	1 min	1 min	1 min	1 min	1 min
Für p0 = 1 013 mbar und V = 0,1 m³; gerundete Ganzzahlen

Effektive Saugleistung (S)

• Die Saugleistung ist nicht konstant, sondern druckabhängig.
• Unterschiedliche Saugleistungen für verschiedene Gase.
• Die Leitfähigkeit C (Effizienz des Gastransports im System) beeinflusst die effektive Saugleistung:

Anpassung von Vorvakuumpumpe und Hochvakuumpumpe

In der Regel legen Prozessparameter Gaslast q und Betriebsdruck p fest – und damit die benötigte effektive Saugleistung der Hochvakuumpumpe:

Ist eine Vorvakuumpumpe erforderlich, muss sie dieselbe Gaslast bewältigen wie die Hochvakuumpumpe (beide Pumpen arbeiten in Reihe).

Anforderungen an das Hochvakuum

Bei Hochvakuum (und niedrigerem Druck) bestimmen vor allem Desorptions- und Leckraten die Evakuierungszeit und den erreichbaren Druck.
≥ 10⁻⁴ mbar	Evakuierungszeit = Zeit für Vorvakuum- + Hochvakuumpumpe (Druck ggf. bereits mit Vorvakuumpumpe erreichbar) ~ minuten
< 10⁻⁴ mbar	Evakuierung dominiert durch Desorption von der KammeroberflächeSaubere, glatte Oberflächen sind entscheidendz. B. Turbopumpe
< 10⁻⁶ mbar	Desorption von Dichtmaterial wird relevantTurbopumpe (ggf. unterstützt von Ionengetterpumpe)
< 10⁻⁸ mbar	Metalldichtungen erforderlichIonengetterpumpe dringend empfohlen
< 10⁻¹⁰ mbar	Leckage und Permeation durch Kammerwände sind nicht mehr vernachlässigbar