Vakuum

Vakuum: eigentlich leerer Raum, im weiteren Sinne gasverdünnter Raum, in dem der Druck kleiner als der normale Luftdruck ist; auch Bezeichnung für den Zustand in diesem Raum. Zur Erzeugung eines Vakuums dienen Vakuumpumpen, die Druckmessung erfolgt mit dem Vakuummeter. Nach Druckbereichen unterscheidet man Grobvakuum, Feinvakuum, Hochvakuum und Ultrahochvakuum. Im Hochvakuum ist die mittlere freie Weglänge der Gasmoleküle größer als die Abmessung des Vakuumgefäßes. Im Bereich des Ultrahochvakuum ist darüber hinaus die Zeit, in der sich eine atomar saubere Oberfläche durch die aufprallenden Gasmoleküle mit einer Adsorptionsschicht bedeckt, groß gegen die Experimentierdauer. Hochvakuum ist in Elektronenröhren, -mikroskopen und Teilchenbeschleunigern sowie in der Tieftemperaturtechnik (zur Unterdrückung der Wärmeleitung) erforderlich. Techn. Bedeutung hat Vakuum zum Beispiel bei der Herstellung gas- und oxidfreier Materialien (Halbleiter, Reinstmetalle).

Vakuumdestillation: Verfahren zur Trennung von Gemischen hochsiedender Stoffe durch Destillieren unter vermindertem Druck. Die dadurch bewirkte Herabsetzung der Siedepunkte ermöglicht die Destillation auch von temperaturempfindlichen Substanzen.

Vakuumextraktion: geburtshilfliches Operationsverfahren zur Geburtsbeendigung auf vaginalem Wege, zum Beispiel bei Wehenschwäche, mütterliche Erkrankungen, bedrohliche Zustände des Kindes; mit einer auf den vorangehenden kindlichen Teil aufgesetzten Saugglocke zieht der Geburtshelfer im Wehen Rhythmus unter gleichzeitigem Mitpressen der Frau das Kind aus dem Geburtskanal. Der in der Saugglocke vorhandene Unterdrück wird durch eine Vakuumvorrichtung erzeugt. Siehe auch Zangengeburt.

Vakuumfiltration: rasches Abscheiden von Feststoffteilchen aus Flüssigkeiten durch Filtrieren unter vermindertem Druck. Als Filtergeräte verwendet man dazu Filternutschen (Büchner-Trichter) aus Porzellan oder Glas mit einem Siebboden, der mit Papierfilter bedeckt wird, Frittentiegel mit einem Siebboden (Fritte) aus Sinterglas oder Filtertiegel mit einem porösen Porzellanboden. Zum Absaugen des Filtrats wird das Filtergerät zum Beispiel auf eine dickwandige Saugflasche mit seitlichem Ansatzrohr für den Vakuumanschluss aufgesetzt.

Vakuumformverfahren: Gießereitechnik neues Formverfahren, bei dem die Formhälften aus trockenem, binderfreiem Sand unter Vakuum in Plastefolie geformt, verpackt, zusammengelegt und abgegossen werden.

Vakuumguss: Vergießen von Metallen und Legierungen unter Vakuum als Halbzeug- oder Formguss. Durch den Vakuumguss lässt sich der Gehalten Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff herabsetzen, und die Gussstücke zeichnen sich durch einen besonderen Reinheitsgrad aus.

Vakuummetallurgie: Sammelbegriff für metallurgische Verfahren, die unter technischen Bedingungen im Vakuum erfolgen; zum Beispiel Schmelzen in Vakuuminduktionsöfen, -lichtbogenöfen oder Elektronenstrahlöfen, Schmelzebehandlung oder Vergießen unter Vakuum. Siehe auch Vakuumguss, Vakuumstahl.

Vakuummeter: Gerät zum Messen des Druckes der Restgase im Vakuum, also ein Manometer für niedrige Drucke. Nur im Bereich des Grobvakuums sind die Druckkräfte des Restgases groß genug, um einen Messmechanismus zu betätigen, zum Beispiel beim U-Rohr- oder Membranmanometer. Bei niedrigerem Druck muss man mechanische Hilfsenergie Zufuhren (Kompressionsvakuummeter) oder statt des Druckes druckabhängige Eigenschaften des Restgases messen: beim Reibungsvakuummeter die Viskosität des Restgases; beim Widerstands-, Wärmeleitungs-, Hitzdraht- oder Pirani Vakuummeter die Wärmeleitfähigkeit; beim Ionisationsvakuummeter die elektrische Leitfähigkeit, die durch eine Glimmentladung (Gasentladungs- oder Penning-Vakuummeter), mittels Alphateilchen (Alphatron) oder Glühelektronen erzeugt wird. Das Radiometer- oder Molvakuummeter (Knudsen-Vakuummeter) beruht auf der unterschiedlichen thermischen Geschwindigkeit der Restgasmoleküle in der Nähe einer durch Strahlung geheizten Platte.

Vakuumstahl: durch Vakuummetallurgie erzeugter hochreiner Stahl; der Wasserstoff- und Sauerstoffgehalt wird dabei auf etwa ein Drittel vermindert.

Vakuumtechnik: Gesamtheit der Anlagen, Apparate, Messgeräte und Maschinen sowie auch der Verfahren, nach denen für Industrie- oder Laborzwecke ein Vakuum erzeugt oder in einem Vakuum gearbeitet wird, zum Beispiel können Verdampfen, Destillieren, Entgasen, Trocknen, Glühen und Schmelzen im Vakuum durchgeführt werden. Vorteile der Vakuumtechnik sind unter anderem geringere Oxydationsgefahr, Schonung wärmeempfindlicher Stoffe und Einsparung von Energie infolge niedrigerer Arbeitstemperaturen.

Vakuumzustand: in der Quantenfeldtheorie der zur niedrigsten, gewöhnlich auf Null normierten Energie gehörende Zustand; Grundzustand des Systems. Der Vakuumzustand ist nicht notwendigerweise frei von Teilchen oder Feldern (siehe auch Dirac-Gleichung). Der Vakuumzustand kann entartet sein, zum Beispiel beim Ferromagnetismus oder in bestimmten Eichfeldtheorien, das heißt, es gibt dann mehrere Vakuumzustand