Luft verdrängen mit Styropor

#7082821
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Ich habe eine kleine Vakuumkammer und möchte den Unterdruck möglichst 
schnell erreichen. Daher würde ich gerne den nicht genutzten Raum in der 
Kammer mit einem Körper füllen, um so schon vor dem Verschließen der 
Kammer einige Luft zu verdrängen. Ist Styropor ein geeignetes Material 
um Luft aus einer Vakuumkammer zu verdrängen? Bzw. welches Material 
würde sich dafür gut eignen?
#7082833
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Wolfgang R. schrieb:
> Rocco W. schrieb:
>> Ist Styropor ein geeignetes Material
>> um Luft aus einer Vakuumkammer zu verdrängen?
>
> Mit was, glaubst du wohl, sind die Poren im Styropor gefüllt?

Massiv ist Styropor, oder? Wenn Styropor schlecht ist, was ist dann 
besser? Das Material sollte auch möglichst günstig sein und man sollte 
es zuschneiden oder formen können? Idee?
(Firma: www.wolfgangrobel.de) #7082841
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Rocco W. schrieb:
> Massiv ist Styropor, oder?

Nö, expandiertes Polystyrol besteht volumenmäßig überwiegen aus Luft 
(oder entsprechenden Gasen)... deswegen ist es ja auch so leicht. Die 
Blasen werden in deiner Vakuumkammer vermutlich platzen und entgasen.

Vielleicht würden Hartholzblöcke eher helfen, aber auch Holz ist nicht 
luftfrei!
#7082872
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Sebastian R. schrieb:
> Rocco W. schrieb:
>> Holz habe ich bis jetzt lesen dürfen.
>
> Holz enthält halt auch Feuchtigkeit und Lufttaschen, die nach und nach
> ausgasen. Also dein Vakuum kann sich langsam verflüchtigen, weil das
> Holz ausgast

Ja das stimmt. Evtl Sand in eine Form füllen. Ich mein es muss ja auch 
nicht alle Luft perfekt verdrängt werden. Es geht ja darum, das Vakuum 
schneller zu erreichen. Wenn jemand noch eine gute Idee für das Material 
hat (günstig, formbar), gerne her damit :)
#7083016
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Wolfgang R. schrieb:
> Liest du eigentlich auch die Antworten?
>
> Es ist alles geeignet, was weder Luft noch Wasser enthält. Metall,
> Glasmurmeln, Kies, Kuststoffe, Gummi...

Es soll ja formbar sein.
Die Schüttungen von Glasmurmeln etc. haben halt viel Restluft 
dazwischen.
Vielleicht hilft ihm Öl (Vakuumpumpenöl, wenn es gut sein soll, aber 
auch normales Motoröl).
Das enthält kein Wasser und Luftblasen gasen schnell nach oben aus.
#7083052
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Rocco W. schrieb:
> Ich habe eine kleine Vakuumkammer und möchte den Unterdruck möglichst
> schnell erreichen.

Eine wichtige Frage wurde noch gar nicht gestellt:

WAS möchtest du mit dem Vakuum erreichen bzw. welche Eigenschaften soll 
es haben.
Will man nur Gussmassen entgasen oder ähnliches ist es etwas völlig 
anderes als wenn man z.B. eine Vakuumdestilation durchführen will. Und 
eine Vakuumdestillation hat andere Anforderungen als z.B. der Betrieb 
eines Elektronenstrahls...

Geht es nur um Vakuumverguss oder sontige Gussmassen in Formen die man 
Blasenfrei bekommen will, dann geht viel. Zum einen braucht man kein so 
extremes Vakuum um zum Erfolg zu kommen (was Ausgasung schon mal 
reduziert) zudem stören Spuren anderer Stoffe/Elemente die freigesetzt 
werden in den Mengen die auftreten normalerweise nicht (Wenn man beim 
Füllmaterial nicht ganz arg danebengreift)

Bei der Vakuumdestillation ist ebenfalls kein so hohes Vakkum 
erforderlich, aber je nach dem was dann sonst noch so 
rumschwirrt/freigesetzt werden kann stört das oder auch nicht. 
(verunreinigt dein Ergebnis)

GEht es um Physikalische Experimente im Hochvakuum o.ä. dann spielt das 
Ausgasen der eingesetzten Füllstoffe auf einmal eine entscheidende 
Rolle. Mindestens aber begrenzt es eine ganze Zeit möglicherweise das 
erreichbare Unterdrucklevel. Zudem fangen plötzlich Dinge an auszugasen 
von denen man das nie geglaubt hätte. Und wenn es ganz Dumm kommt 
schlägt sich das dann auf den anderen Oberflächen im inneren der KAmmer 
nieder und deine ganze Vorrichtung ist versaut, (sieht man wohl meist 
nicht, aber die Ergebnisse passen nicht mehr), wenn es ganz dumm läuft 
teilweise unrettbar!

Daher: Was möchtest du erreichen?

Gruß
Carsten
#7083060
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Carsten S. schrieb:
>
> Eine wichtige Frage wurde noch gar nicht gestellt:
>
> WAS möchtest du mit dem Vakuum erreichen bzw. welche Eigenschaften soll
> es haben.
> Will man nur Gussmassen entgasen oder ähnliches ist es etwas völlig
> anderes als wenn man z.B. eine Vakuumdestilation durchführen will. Und
> eine Vakuumdestillation hat andere Anforderungen als z.B. der Betrieb
> eines Elektronenstrahls...
> ...
> Daher: Was möchtest du erreichen?
>
> Gruß
> Carsten

Ja eher simpel Gussmassen entgasen.
#7083138
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Rocco W. schrieb:

> Ich habe eine kleine Vakuumkammer und möchte den Unterdruck möglichst
> schnell erreichen. Daher würde ich gerne den nicht genutzten Raum in der
> Kammer mit einem Körper füllen, um so schon vor dem Verschließen der
> Kammer einige Luft zu verdrängen.

Eine normale Rotationspumpe pumpt auch recht grosse Voluma innerhalb
weniger Minuten auf 10% runter. Das Problem ist der Rest, der dann
recht lange dauern kann. Ich glaube nicht, das dafür eine Volumenver-
ringerung grosse Vorteile bringt. Wichtig ist auch, was weggepumpt
werden soll. Besonders schwierig ist z.B. das Pumpen von Wasser(-dampf).
#7083161
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Harald W. schrieb:
> Eine normale Rotationspumpe pumpt auch recht grosse Voluma innerhalb
> weniger Minuten auf 10% runter. Das Problem ist der Rest, der dann
> recht lange dauern kann. Ich glaube nicht, das dafür eine Volumenver-
> ringerung grosse Vorteile bringt. Wichtig ist auch, was weggepumpt
> werden soll. Besonders schwierig ist z.B. das Pumpen von Wasser(-dampf).

Wasserdampf ist es nicht.

Naja wenn der Raum 20 Liter ist, sind 10% Rest 2 Liter. Mit der 
Volumenverringerung kommt man auf 2 Liter, davon 10% Rest sind 200ml. kA 
ob man das so rechnen kann und ob die Pumpe den Rest dann auch schneller 
abpumpen kann, wenn er geringer ist, denke schon oder?
#7083305
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Alle diese "Auffüllstoffe" haben eine große Gesamtoberfläche, Sand 
besonders, alles mit einem dünnen Wasserfilm bedeckt (Adhäsion). 
Kunststoffe, Fette und Öle lösen große Mengen Gase, die auch abgepumpt 
werden müssen. Das Abpumpen kann TAGE dauern, wenn man unter 15 Torr 
kommen will.
Am schnellsten geht noch ein glatter Behälter (kleinste 
Gesamtoberfläche).
Ein Hochvakuum wird oft erst durch Pumpen über Nacht erreicht.
#7084980
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Anja Zoe C. schrieb:
> Ein richtiges(!) Hochvakuum zieht mit der Zeit sogar das Wasser
> aus den
> Edelstahlwänden der Vorrichtungen. Die müssen dann nach einiger Zeit
> erneuert werden. Hätte ich auch nicht geglaubt.

Interessant!

Wie sieht denn "wasserfreier" Edelstahl gegenüber dem normalen Edelstahl 
aus? Führt das Vakuum zu Pitting?
#7085011
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Es wird wohl spröde und das Wasser versaut einem das Vakuum. Ich hab es 
auch nur qualitativ im Rahmen von Hochvakuumtests an der TU Berlin 
gehört. Die haben dort Untersuchungen an Clustern durchgeführt und dazu 
braucht man irgendwas von 10-8 oder 10-9 mbar. Da gast dann selbst 
Edelstahl aus.

Das Vakuum, das wir für unsere Tests von Weltraumbauteilen verwenden, 
haben die dort nur belächelt "das schafft man doch mit einer 
Fahrradpumpe" :-)
#7085028
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Zum Wasser auf Metallen. Das ist ein Hydratfilm, Wassermolekuele in 
einer oder wenigen atomaren Lagen auf Metallen. Das ergibt einen 
Stillstand beim Abpumpen um die 1E-5 mBar. Das bleibt der Druck erst mal 
stehen, bis der ganz weg ist. Und dann faellt der Druck weiter. 
Vorausgesetzt man verwendet eine Turbopumpe. Bis zu 1E-7mBar verwendet 
man Gummidichtungen.Fuer ein tieferes Vakuum verwendet man 
Metalldichtungen. Ueblicherweise Kupfer. Die kann man einmalig 
verwenden, denn der Prozess ist plastisch, verformend. Allenfalls 
verwendet man sie auch mehrfach, wenn man keine Neuen hat. Etwas Weiter 
unten beginnt das Metall auszugasen, vielleicht Wasser, und dieser 
Prozess wird beschleunigt, indem die ganze Apparatur auf 200 Grad 
aufgeheitzt wird. Ich kenne das Arbeiten/Verhalten dort unten nicht, wir 
sind mit Gummidichtungen zufrieden.

Um Gussformen zu entgasen wuerde ich mir eine 
(Oelschieber-)Rotationspumpe aus der Bucht kaufen. Mit der erreicht man 
schnell 1E-3 .. 1E-4 mBar, und kann auch etwas Schlunz abziehen, was ich 
mit einer Turbopumpe nicht empfehlen wuerde. Membranpumpen wuerde ich 
vergessen, die sind zu schade fuer die Zeit, den Strom und den Laerm.
#7085190
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Anja Zoe C. schrieb:

> Ein richtiges(!) Hochvakuum zieht mit der Zeit sogar das Wasser aus den
> Edelstahlwänden der Vorrichtungen. Die müssen dann nach einiger Zeit
> erneuert werden. Hätte ich auch nicht geglaubt.

Sicher? Von so etwas habe ich noch nichts gehört. Allerdings muss
ein Hochvakuumbehälter mehrere Stunden ausgeheizt werden, wenn er
mal geöffnet wurde. Deshalb wird dieser möglichst überhaupt nicht
geöffnet.
#7086336
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Wasser (H20) geht NICHT durch Edelstahl, Wasserstoff (H2) aber sehr 
wohl.
Der Wasserstoff wandert beim aus Schönheitsgründen durchgeführten 
Blankbeizen mit Säure in das Eisengefüge und diffundiert langsam wieder 
raus. Bei Edelstahl-Thermosgefäßen kann man nach etwa 1 Jahr 
feststellen, daß sie nicht mehr isolieren. Das liegt am Wasserstoff, der 
ins Vakuum gewandert ist. Gläserne Thermoskannen isolieren auch nach 
Jahrzenten noch tadellos.

Das Ausheizen der Teile für Hochvakuum muß bis 200 °C, bei 
Ultrahochvakuum sogar bis 400 °C erfolgen, weil die letzten 
Wassermoleküle hartnäckig an den Oberflächen kleben bleiben. Die 
Reinigung der Anlage bei Störungen durch andere Stoffe (nach 
Verschmutzung oder längerem Betrieb) erfolgt durch Waschen mit 
verdünnter Salpetersäure (die ist auch oxydierend). Danach wird mit 
reinem Wasser säurefrei gewaschen und das Restwasser unter Ausheizen 
abgepumpt. Die Prozedur kann je nach Größe der Anlage 1 - 2 Tage dauern.
#7087171
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Harald W. schrieb:
> Werner H. schrieb:
>
>> Das Ausheizen der Teile bei Ultrahochvakuum sogar bis 400 °C erfolgen,
>
> Ich weiss jetzt nicht, was Du unter UHV verstehst,
> aber die 10 E-11mbar, die wir brauchten, haben wir
> auch mit einem Tag heizen bei 100° erreicht.

Nach dem Heizen muss der Rezipient mit flüssig Stickstoff gekühlt 
werden, damit die restlichen Atome im HV an der Wand 'anfrieren' und für 
die Zeit der Messung nicht stören.

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