Handbuch Vakuumtechnik

1138 Pages·2018·40.48 MB·German

by  Karl Jousten

Springer Reference Technik
Karl Jousten Hrsg.
Handbuch
Vakuumtechnik
12. Auflage
Springer Reference Technik
Springer Reference Technik bietet Ingenieuren – Studierenden, Praktikern und
Wissenschaftlern– zielführendesFachwisseninaktueller,kompakterundverständ-
licherForm.WährendtraditionelleHandbücherihreInhaltebislanglediglichgebün-
deltundstatischineinerPrintausgabepräsentierthaben,bietet„SpringerReference
Technik“ eine um dynamische Komponenten erweiterte Online-Präsenz: Ständige
digitaleVerfügbarkeit,frühesErscheinenneuerBeiträgeonlinefirstundfortlaufende
ErweiterungundAktualisierungderInhalte.
Die Werke und Beiträge der Reihe repräsentieren den jeweils aktuellen Stand des
Wissens des Faches, was z. B. für die Integration von Normen und aktuellen
Forschungsprozessen wichtig ist, soweit diese für die Praxis von Relevanz sind.
Reviewprozesse sichern die Qualität durch die aktive Mitwirkung von namhaften
HerausgeberInnenundausgesuchtenAutorInnen.
SpringerReferenceTechnikwächstkontinuierlichumneueKapitelundFachgebiete.
Eine Liste aller Reference-Werke bei Springer – auch anderer Fächer – findet sich
unterwww.springerreference.de.
WeitereBändeinderReihehttp://www.springer.com/series/15071
Karl Jousten
Hrsg.
Handbuch Vakuumtechnik
12., neu bearbeitete Auflage
mit657Abbildungenund117Tabellen
Hrsg.
KarlJousten
InstitutBerlin(PTB)
Physikalisch-TechnischeBundesanstalt
Berlin,Deutschland
WirdankenderFirmaVonArdenneGmbHfürdieUnterstützung.
ISSN2522-8188 ISSN2522-8196(electronic)
SpringerReferenceTechnik
ISBN978-3-658-13385-6 ISBN978-3-658-13386-3(eBook)
ISBN978-3-658-13421-1(Bundle)
https://doi.org/10.1007/978-3-658-13386-3
Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie;
detailliertebibliografischeDatensindimInternetüberhttp://dnb.d-nb.deabrufbar.
SpringerVieweg
#SpringerFachmedienWiesbadenGmbH,einTeilvonSpringerNature1965,1982,1986,1988,1992,
1997,2000,2004,2006,2010,2013,2018
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Vorwort zur 12. Auflage
DieDigitalisierungistinallerMunde undmacht auchvordenVerlagennichthalt.
So schlugSpringer Vieweg dem Herausgeberund den Autoren vor, dasHandbuch
Vakuumtechnik künftig in seiner „Online First“-Sparte „Springer Reference Tech-
nik“ zu veröffentlichen. Während Aktualisierungen der Inhalte von traditionellen
Fachbüchern bislang erst in der nächsten Druckausgabe möglich waren, bietet die
neuePlattformvonSpringerReferencenebenderständigendigitalenVerfügbarkeit,
die Möglichkeit von fortlaufenden Aktualisierungen der Beiträge. So ist der Leser
immeraufdemneuestenStand.WenndieZahlderAktualisierungeneinbestimmtes
Maß überschritten hat, kann es weiterhin auch eine neue Druckausgabe geben. So
erscheintdasHandbuchVakuumtechniknunaufzwei Arten: digital für denLeser-
kreis,derdieneueTechnikinvollemUmfangnutzenwill,analogfürdenLeserkreis,
dergernehinundherblättertundetwasinderHandhaltenwill.
Die digitale Veröffentlichung hat aber auch Nachteile: Die einzelnen Kapitel
mussten verkürzt werden, Querverweise sind erschwert, weil jedes Kapitel so
produziert wird, dass es in digitaler Form einzeln heruntergeladen werden kann,
kapitelübergreifende Kurzinhalte und Gestaltungen (Glossar, Abkürzungsverzeich-
nis, Anhang) sind nicht mehr möglich. In der Druckauflage kann ein Teil dieser
gewohnten Bestandteile nachgetragen werden, die Kapiteleinteilung ist jedoch die
gleiche wie in der digitalen Version. So muss sich der an die bisherige Kapitelauf-
teilunggewohnteLeserkreisaufeinedoppeltsogroßeAnzahlvonKapitelneinstel-
len.DieReihenfolgederKapitelfolgtjedochderbisherigenLogik:Eineallgemeine
EinführungindieVakuumtechnik(GeschichteundAnwendung),diefürdieVaku-
umtechniknötigePhysik,dieErzeugungdesVakuumsdurchPumpen,dieMessung
des Vakuums, die Bauelemente der Vakuumkammern, die Handhabung von Vaku-
umsystemeneinschließlichderLecksuche.
Neuinder12.AuflageistdieEinbeziehungderregenerativenPumpenimKapitel
derTurbomolekularpumpen(jetzt▶Kap.19,„Molekular-und Turbomolekularpum-
pen“),starküberarbeitetwurdederAbschnittüberNEG-PumpenimKapitel„Passive
Sorptionspumpen“,dasalte▶Kap.17,„Kondensatoren“Bauelementewurdewesent-
lichüberarbeitetundaufzweiKapitelverteiltunderhielteineneueAutorin.Ansonsten
wurdeninallenKapitelnkleinereAktualisierungenvorgenommen.
Ichhoffe,dassdasHandbuchVakuumtechnikinallseinenPublikationsformenin
der Lage ist, das Wissen für diese wichtige Schlüsseltechnologie zu sichern und
v
vi Vorwortzur12.Auflage
lebendig zu halten, um verhängnisvolle Fehler bei seiner Anwendung und wirt-
schaftlichenSchadenzuvermeiden.EinsteigerundStudierendefindenweiterhinein
Kompendiumvor,mitdemsiesowohlfürdieTechnikausgebildetwerdenalsauch
nach Erlernen des physikalischen Werkzeugs jederzeit die weiteren Details nach-
schlagenkönnen.
DankenmöchteichallenMitarbeiterinnenundMitarbeiterndesVerlags,diedie
rechtmühsameUmschreibungaufdieneuenKapitelbegleitethaben,besondersFrau
SteinhartundFrauKlein.
Der Herausgeber ist den „digitalen“ und „analogen“ Lesern dankbar, die ihm
HinweiseaufFehler,mangelhafteDarstellungundnotwendigeErgänzungengeben
([email protected]). Die digitale Plattform ermöglicht es auch, direkt mit dem
AutorinKontaktzutreten.
Februar2018 KarlJousten
Berlin

Inhaltsverzeichnis
1 GeschichtederVakuumtechnik ........................... 1
KarlJousten
Literatur .............................................. 17
2 AnwendungundAufgabenderVakuumtechnik .............. 19
KarlJousten
Literatur .............................................. 30
3 GasgesetzeundkinetischeGastheorie ...................... 33
KarlJousten
1 BeschreibungdesGaszustandes ........................ 33
1.1 Zustandsgrößen ............................. 33
1.2 Mengengrößen .............................. 39
1.3 ZustandsgleichungdesidealenGases ............. 42
1.4 GemischverschiedenerGase ................... 44
2 KinetischeGastheorie ............................... 46
2.1 Modellvorstellung ........................... 46
2.2 WanddruckalsFolgevonTeilchenstößen .......... 47
2.3 GeschwindigkeitsverteilungvonMaxwellund
Boltzmann ................................. 49
2.4 FlächenstoßrateundEffusion ................... 52
2.5 GrößederGasteilchen,freieWeglänge ............ 54
Literatur .............................................. 61
4 TransporteigenschaftenvonGasen ......................... 63
KarlJousten
1 Druckabhängigkeit ................................. 63
2 TransportvonReibungskräfteninGasenundViskosität ...... 64
3 WärmetransportinGasenundWärmeleitfähigkeit .......... 68
4 Diffusion ......................................... 77
5 RealeGaseundDämpfe ................................. 81
KarlJousten
1 Zustandsgleichungen ................................ 81
2 EigenschaftenderGasteilchenundVerhaltendesGases ...... 85
ix