¿Qué es una Cámara de Vacío?
Es un contenedor sellado diseñado para mantener una presión atmosférica interna extremadamente baja.
Generalmente es una estructura metálica en forma de caja y crea el vacío eliminando los gases de su interior.
El vacío protege materiales como metales y plásticos de la oxidación y la corrosión, ya que el oxígeno y la humedad son prácticamente inexistentes. El uso de cámaras de vacío para procesar materiales puede mejorar su durabilidad y calidad.
Sin embargo, debe utilizarse con la formación y la orientación adecuadas, ya que una presión del aire extremadamente baja o los cambios bruscos de presión pueden ser peligrosos. También hay que tener cuidado con la construcción y el sellado de la cámara para minimizar el riesgo de accidentes y fugas.
Usos de las Cámaras de Vacío
Las cámaras de vacío son equipos que se utilizan en una gran variedad de aplicaciones. Los siguientes son ejemplos de usos de las cámaras de vacío:
1. Investigación de Materiales
Las cámaras de vacío se utilizan para investigar las propiedades de los materiales. En el vacío, las propiedades físicas de los materiales pueden investigarse sin la influencia de gases o humedad. Las cámaras de vacío se utilizan para evaluar la conductividad térmica, la conductividad eléctrica y las propiedades elásticas.
Las cámaras de vacío también se utilizan para estudiar el tratamiento superficial y la protección contra la oxidación de los materiales. A menudo se utilizan para prevenir la corrosión superficial y desarrollar tecnologías de revestimiento. En algunos casos, se observa el comportamiento de degradación y oxidación de los materiales en condiciones de vacío para evaluar su durabilidad y vida útil.
2. Tratamiento de Superficies
El tratamiento superficial de los materiales puede llevarse a cabo utilizando una cámara de vacío. Entre otros, la evaporación es un proceso mediante el cual se evaporan metales u otras sustancias en una cámaras de vacío para formar una fina película uniforme sobre la superficie de un sustrato o material. Se utiliza mucho en revestimientos ópticos y en la fabricación de semiconductores.
3. Fabricación de Semiconductores
El vacío es a menudo necesario para los procesos de fabricación de semiconductores. La deposición y el grabado se realizan a veces en vacío.
La deposición es un proceso en el que se introducen gases o vapores en condiciones de vacío para hacer crecer una película fina sobre un sustrato semiconductor. Se utiliza en la fabricación de dispositivos semiconductores y en la formación de circuitos integrados.
El grabado es un proceso que elimina superficies semiconductoras por medios químicos o físicos en el vacío. Se utiliza para formar patrones finos y estructuras de circuitos.
Principios de las Cámaras de Vacío
Una cámara de vacío crea un vacío reduciendo la presión atmosférica en su interior y eliminando al máximo la presencia de gases y moléculas de gas. Mantener el vacío requiere una bomba de vacío, mejorar la estanqueidad mediante juntas y eliminar los gases.
Se utilizan bombas de vacío para eliminar los gases. Las bombas suelen aspirar los gases de la cámara y expulsarlos al aire exterior. Los tipos de bombas más comunes son las bombas rotativas de aceite, las bombas turbomoleculares y las bombas de succión. También es importante que las cámaras de vacío sean herméticas.
Las juntas, como los cierres de las cámaras y las ventanas, se hacen herméticas mediante materiales de sellado como el caucho, las juntas tóricas y las juntas metálicas. Debe comprobarse que el diseño y la estanqueidad de las juntas son correctos.
Para eliminar los gases y las sustancias volátiles, se instalan sistemas de introducción y escape de gases en las cámaras de vacío. Esto permite controlar los gases en la cámara y mantener el vacío.
Cómo Seleccionar una Cámara de Vacío
A la hora de seleccionar una cámaras de vacío, es importante tener en cuenta los siguientes factores:
1. Finalidad de Uso
En primer lugar, defina la finalidad para la que se va a utilizar la cámaras de vacío. Es importante seleccionar una cámara que se ajuste a la aplicación específica, por ejemplo, investigación de materiales o simulación del entorno espacial.
2. Vacío Necesario
Determine el grado de vacío necesario en función del proceso o experimento que se vaya a utilizar. Los rangos de vacío típicos varían desde la presión atmosférica hasta el alto vacío (aprox. 10^-3 Pa) y el ultra alto vacío (aprox. 10^-7 Pa). El sistema de bombeo y el diseño de la cámara se seleccionan en función del vacío requerido.
3. Volumen y Dimensiones
Seleccione el volumen y las dimensiones de la cámara en función del tamaño de la muestra y del equipo que vaya a utilizarse. Debe garantizarse que se dispone de espacio suficiente y que pueden acomodarse el tamaño y la forma de la muestra.
4. Materiales y Estanqueidad
El material y la estanqueidad de la cámara son factores importantes. Deben seleccionarse materiales duraderos y herméticos, así como materiales de sellado adecuados para garantizar la hermeticidad de las juntas y uniones. Suelen ser de acero inoxidable.