Haut vide
Le vide poussé désigne une pression de gaz extrêmement faible dans des systèmes fermés. Dans cette plage de pression, le flux moléculaire domine, raison pour laquelle de nombreuses lois classiques du flux ne s'appliquent plus ici. La plage du vide poussé comprend des pressions comprises entre environ 10⁻⁷ et 10⁻³ mbar. Dans cette plage, la densité des particules est très faible, de sorte que la longueur libre moyenne des molécules de gaz devient très grande. Les molécules de gaz entrent plus souvent en collision avec les parois qu'entre elles, c'est pourquoi on parle d'écoulement moléculaire.
La longueur libre moyenne λ peut être décrite de manière idéalisée à l'aide de l'équation suivante :
λ = k_B · T / (√2 · π · d² · p)
- λ est la longueur libre moyenne,
- k_B est la constante de Boltzmann,
- T est la température,
- d est le diamètre moléculaire
- p est la pression
Dans la pratique, le vide poussé est généré en plusieurs étapes. Tout d'abord, une pompe à vide préliminaire évacue la zone de vide fin. Ensuite, une pompe à vide poussé, par exemple une pompe turbomoléculaire ou une pompe à diffusion, prend le relais. La pression finale pouvant être atteinte dépend fortement des fuites, du dégazage et de la propreté des surfaces. La performance d'une installation à vide poussé est décrite par la capacité d'aspiration S et le taux de fuite Q_L. Une équation simple permet de calculer le bilan :
Q_L = p_(fin) · S
- p_(end) est la pression finale stationnaire
- Q_L est le taux de fuite,
- p_end est la pression finale stationnaire
- S est la capacité d'absorption
De faibles taux de fuite et une capacité d'aspiration efficace élevée permettent d'obtenir des pressions finales plus basses. Le vide poussé est utilisé dans la technologie des couches minces et des semi-conducteurs, car la faible densité de gaz résiduel facilite le dépôt de couches pures. En optique électronique, le vide poussé garantit que les faisceaux d'électrons ne se dispersent pratiquement pas sur les atomes de gaz. Les applications typiques sont les microscopes électroniques et les installations de soudage par faisceau d'électrons. Le vide poussé est également important dans le traitement thermique des métaux. Les fours à vide empêchent l'oxydation et permettent d'obtenir des surfaces métalliques nues. En analyse, les procédés de spectrométrie de masse sont souvent utilisés sous vide poussé afin de garantir des trajectoires définies des ions. Dans les mélangeurs et la technologie des poudres, les conditions de vide poussé ne sont utilisées que dans des applications spéciales.