Cuando se libera gas no deseado de un material, se produce una desgasificación. Esto dificulta la deposición al alto vacío, el proceso utilizado para aplicar capas delgadas de material a la superficie de un objeto.
En una cámara de vacío, la desgasificación se produce cuando los gases se expulsan de las superficies de los objetos en dicha cámara. Más información a continuación, además:
- Desgasificación de la cámara de vacío
- ¿Por qué es una preocupación?
- Fuentes de desgasificación
- Métodos para reducir la desgasificación
- Sistemas de tratamiento de plasma al vacío de KeyLink
Descripción general de la desgasificación en cámaras de vacío
Las cámaras de vacío son recintos rígidos que utilizan bombas de vacío, las cuales se encargan de eliminar el aire y otros gases no deseados. Esto crea un ambiente de baja presión, o simplemente, el vacío.
Para crear cámaras o salas de vacío, se debe tener un recinto construido con materiales sólidos como acero inoxidable y bombas conectadas a la cámara, que permitan bombear la atmósfera dentro de esta cámara.
Las cámaras de vacío encuentran compatibilidad en diferentes aplicaciones industriales que incluyen fabricación, investigación, pruebas de calidad, alimentos y muchas otras áreas industriales.
¿Qué es la desgasificación en el vacío? La desgasificación en cámaras de vacío ocurre cuando los gases previamente atrapados en los materiales se liberan al exponerlos a baja presión. Esto se debe a diversos mecanismos, desde la desorción hasta la permeación, que influyen en los cambios de temperatura y presión.
La desgasificación introduce contaminantes en la cámara de vacío, lo que obviamente afecta el buen funcionamiento de su empresa. La presencia de materiales con bajas tasas de desgasificación es necesaria para solucionarla de inmediato. También debe realizar pruebas rigurosas para garantizar que todo cumpla con los estándares de la industria.
Desgasificación vs. Desgasificación
Si bien tanto la desgasificación como la liberación de gases implican la liberación de gases de los materiales, su diferencia general es que ocurren en condiciones completamente diferentes.
El primero suele referirse a la liberación de gas en el vacío o en entornos con temperaturas intensas. Por ejemplo, en la industria aeroespacial.
Por otro lado, la desgasificación ocurre a temperatura ambiente y, a menudo, en condiciones atmosféricas normales. Este término se asocia con problemas de calidad del aire interior causados por artículos domésticos como pinturas y muebles, que liberan elementos, como compuestos orgánicos volátiles, que pueden ser perjudiciales para la salud.
Desgasificación vs. Desgasificación
Sus diferencias radican en su enfoque y aplicación. Mientras que la desgasificación consiste en la liberación de gas de materiales sólidos en sistemas de vacío, para eliminar sustancias nocivas, como en la fabricación de productos electrónicos, la desgasificación elimina los gases disueltos de los líquidos, no de los sólidos. Esto mejora la calidad de los productos, especialmente en las industrias alimentaria y farmacéutica.
Tanto la desgasificación como la desgasificación son necesarias para garantizar la integridad y seguridad de los materiales, pero funcionan individualmente en condiciones distintas.
Por qué es una preocupación
Hay varias razones por las que la desgasificación en las cámaras de vacío es una preocupación importante:
Contaminación
La liberación indeseada de gases, así como de otras sustancias volátiles, contamina los entornos de vacío. Esto puede afectar el buen funcionamiento de equipos sensibles y supone un reto para las industrias de fabricación de semiconductores, óptica o simulación espacial.
Cambios de presión
Además de la contaminación perjudicial, la desgasificación también tiende a aumentar la presión dentro de la cámara de vacío. Esto puede interrumpir el funcionamiento de los instrumentos y equipos que dependen de ciertos rangos de presión.
Degradación por vacío
Dado que la desgasificación también puede introducir gases adicionales en la cámara, la pureza del vacío se ve reducida. Esto compromete la eficiencia de los procesos que dependen de un vacío de alta calidad, como la fabricación de semiconductores y la microscopía electrónica. Los gases desgasificados también pueden interactuar con otros materiales dentro de la cámara en el momento equivocado, provocando reacciones químicas y otros efectos secundarios indeseados.
Fuentes de desgasificación
Hay cuatro fuentes destacadas de este fenómeno:
- Vaporización: Moléculas de materia que se liberan de su superficie.
- Desorción: Las moléculas de gas ya absorbidas en la superficie se liberan debido al calor, la electricidad o la estimulación óptima.
- Difusión: Moléculas gaseosas que se liberan de la mayor parte del material.
- Permeación: Los átomos de aire entran desde la cámara de vacío hacia ella.
Métodos probados para reducir la desgasificación
Afortunadamente, existen maneras de reducir la desgasificación y sus efectos nocivos. Analicemos estos enfoques a través de esta gráfica:
| Acercarse | Material | Solicitud | No es efectivo para: | Nivel de vacío | Duración |
| Recubrimiento activo | Hafnio, circonio, titanio, paladio, vanadio y combinaciones | H2, H2O, CO, O2, N2 y espacios pequeños | Hidrocarburos, gases inertes y operaciones continuas | Desgasificación reducida a <10−13 sin horneado | Basado en el tamaño |
| Horneado al aire | Aire | H2, CO, CO2, CH4, acero inoxidable y aluminio | Recubrimiento de cadmio, plástico y componentes sensibles a la temperatura | Reduce la desgasificación de H2 a <10−14 | De dos a cuatrocientas horas |
| Soplo | Aire, nitrógeno u otro gas inerte seco | Contaminantes gruesos o finos, además de moléculas pesadas débilmente unidas | Grasa | < 30 minutos | |
| Tratamiento químico | H2O, HCl, HNO3 o HF | superficies rugosas | Reducción del orden de magnitud en la tasa de desgasificación | < 30 minutos | |
| Descarga luminiscente | Ar/5-10%O2, Ar, O2, N2 y H2 | Moléculas basadas en C u O, grandes áreas superficiales y reacondicionamiento después de la exposición atmosférica | Componentes enormes | Reduce la tasa de desgasificación 13 veces | Alrededor de dos horas |
| Recubrimiento pasivo | Si, TiN, BN, Al2O3 y ZrO3 | H2 de metales, CO, CO2 y H2O | Reducción de la desgasificación de H2 de 0,1 a 100 veces | Basado en el tamaño | |
| Gas reactivo | O2 o NO para oxidación y H2 o NH3 para reducción | Hidrocarburos | Puede formar óxidos no deseados. | Reducción de la tasa de desgasificación en un 50 por ciento | 30 minutos a dos horas |
| Horneado al vacío | H20, metales y UHV | Componentes sensibles a la temperatura | Reducción de la desgasificación de H2 a <10 a 14 | De dos a cuatrocientas horas | |
| Desengrasante con vapor | disolvente calentado | Contaminantes gruesos o finos y moléculas pesadas débilmente unidas | Áreas inaccesibles y extensas | Reducción del orden de magnitud en la desgasificación | Menos de una hora |
| Lavar | Agua caliente o disolvente y detergente. | Contaminantes gruesos o finos | Grasa | Presiones >10-3mbar | Menos de 30 minutos |
Conclusión
La desgasificación no es algo deseable si desea que su industria siga operando sin problemas. Se trata de la liberación indeseada y perjudicial de gases, que puede introducir principalmente contaminantes en su cámara de vacío. Sin embargo, existen métodos que puede implementar para solucionar este problema, como el lavado, el tratamiento químico y la descarga luminiscente, entre otros.
Otro método eficaz para abordar este problema es el uso de sistemas de tratamiento por plasma al vacío, como los de KeyLink. Los equipos de vanguardia de la marca no solo eliminan la contaminación, sino que también contribuyen a la activación y el grabado de superficies, y a la mejora de la humectabilidad. Conozca Cómo puedes adquirir esta tecnología Conectándose con su equipo hoy.
