V1 Vakuum

V1 VakuumI. AufgabenstellungEs werden verschiedene Vakua (Grob-, Fein, Hoch- und solche imÜbergangsbereich zum Ultrahoch-Vakuum) erzeugt und das effektive Saugvermögender dazu eingesetzten Pumpen bestimmt. Das verwendete Druckmeßgerät wird imjeweiligen Meßbereich kalibriert. Der Einfluß des Gefäßwandzustandes wirdveranschaulicht.II. Grundlagen• Kinetische Gastheorie (e)• Viskose und molekulare Strömung sowie Knudsenströmung, Strömungsgesetzevon Hagen-Poiseuille und Knudsen (e)• Begriffe der Vakuumtechnik: Saugvermögen, Saugleistung, Leckrate,Gasabgaberate, Bedeckungszeit, Leitwert, Ohmsches Gesetz derVakuumtechnik, mittlere freie Weglänge, Adsorption, Absorption (c,d)• Vakuumerzeugung in den verschiedenen Druckbereichen durch verschiedenePumpprinzipien, mechanische Pumpen, Treibmittel-, Kondensations-, undSorptionspumpen; speziell die Funktionsweisen der folgenden Pumpen:Drehschieberpumpe, Öl-Diffusionspumpe, Turbomolekularpumpe undTitansublimationspumpe (c,d,e)• Prinzipien der Druckmessung bei verschiedenen Drucken, mechanischeVakuummeter, Kompressions-, Wärmeleit- und Ionisations-Vakuummeter (c,d,e)• Kalibrieren von Druckmeßgeräten durch statische und dynamische Expansion(c,d,e)• Herleitung der folgenden Formeln: Leckrate aus dem Idealen Gasgesetz,Bestimmung des Nennsaugvermögens S nach der Methode derDruckerniedrigung, dynamische Expansion zur Bestimmung des effektivenSaugvermögens (c)III. Literaturhinweisea) G. Lewin, An Elementary Introduction to Vacuum Technique, AVS MongraphSeries (s. Kopie zur Versuchsvorbereitung)b) H.G. Tompkins, The Fundamentals of Vacuum Technology, AVS MongraphSeries (s. Kopie zur Versuchsvorbereitung)c) Leybold-Katalog, HV 150, Berechnungsgrundlagen (Auszüge s. Kopie zurVersuchsvorbereitung)d) C. Edelmann, H.G. Schneider, Vakuumphysik und –Technik, Ak.Verlagsgesellschaft, Leipzig 1978 (Uni. Bib. 31 UBU 1078)e) M. Wutz, H. Adam, W. Walcher, Theorie und Praxis der Vakuumtechnik, Vieweg,Braunschweig 1992 (Uni. Bib. 41 XTF 1032(5))f) A. Roth, Vacuum Technology, North-Holland 1982 (Uni. Bib. 31 UBU 20(2))

IV. VersuchsanordnungV. MeßprogrammBei Inbetriebnahme der Apparatur unbedingt die in der Versuchsanleitungaufgeführten Benutzerhinweise durchlesen und befolgen.1. AufgabeBestimmung des Nennsaugvermögens S der Vorpumpe nach der Mehode derDruckerniedrigung.Aufnahme des zeitlichen Verlaufs des Drucks p 1 im Vakuumbehälter an derDruckaufnahmestelle P 1 (s. Versuchsaufbau) bei geschlossenem Ventil V 2 mit einemx/t-Schreiber. Ermittlung des effektiven Saugvermögens S eff aus dem Anstieg dieserKurve in halblogarithmischer Darstellung. Unter der Berücksichtigung des Leitwertesder Abpumpleitung erhält man S.2. AufgabeBestimmung des effektiven Saugvermögens der Diffusionspumpe nach der Methodeder dynamischen Expansion.Herstellen eines Drucks p 3 < 5 10 -6 mbar im Rezipienten durch Inbetriebnahme derDiffusionspumpe.Benutzerhinweise beachten, insbesondere die Bedienung des PendelschieberventilsV 4 .

a) Bestimmung des effektiven Saugvermögens S eff der Diffusionspumpe für eingenanntes Gas. Erzeugung eines konstanten Druckes p 4 im Gaseinlaßsystem,um mit dem Dosierventil V 7 verschiedene Leckraten Q im Rezipienteneinzustellen. Ermittlung von Q mit Hilfe der Druckanstiegs-Methode sowie desjeweiligen erreichten Enddrucks p 3 =p end im Rezipienten bei völlig geöffnetemVentil V 4 . Den Druckbereich p 3