Fragment
Voorwoord
In het jaar 2000 verscheen de eerste editie van het ‘Basisboek Vacuümtechniek’ ten behoeve van de onder auspiciën van de Nederlandse Vacuümvereniging (NEVAC) aangeboden cursussen op het gebied der vacuümtechniek én voor gebruik bij het onderwijs op het gebied der vacuümfysica en -techniek aan universiteiten en hogescholen. Zonder overdrijving kan worden gesteld dat het boek sindsdien is uitgegroeid tot standaardwerk op het gebied der vacuümtechniek in het Nederlandse taalgebied. Met twee herdrukken in 2003 en 2008 is het gerechtvaardigd om te spreken van een “bestseller”. Het bleek niet alleen succesvol als leerboek, maar vooral ook als een gedegen naslagwerk. Niet onverwacht, want er staan veel wetenswaardige zaken op een heldere en overzichtelijke manier in vermeld.
De eerste zin van ons voorwoord bij de eerste editie luidde: “De techniek staat niet stil en dat geldt zeker voor de vacuümtechniek”. Heden ten dage is deze zinsnede nog steeds even actueel. Wilde het boek bij de tijd blijven, dan waren inhoudelijke vernieuwingen en aanvullingen nodig op het gebied van pompen, dichtheidscontrole, (partiële) drukmeting en reiniging en werkdiscipline.
De voor u liggende, geheel herziene tweede editie van het 'Basisboek Vacuümtechniek', in een eerder stadium reeds als 1-op-1 Engelse vertaling verschenen onder de titel 'Vacuum Science and Technology' (Uitg. The High Techn Institute Eindhoven NL, 2016, ISBN 978-90-9029137-6), komt zo hopen de auteurs, in voldoende mate aan deze noodzaak tegemoet.
In het grote hoofdstuk 4 (Vacuümpompen en pompsystemen) is een aparte paragraaf toegevoegd over het begrip ‘Compressie’. Aangezien bij transportpompen altijd sprake is van de een of ander vorm van gascompressie en compressie doorgaans de hoofdoorzaak is van warmteontwikkeling en verhoogde pomptemperatuur, leek het ons zinvol om kort bij dit fenomeen en zijn diverse verschijningsvormen stil te staan. Verder is het hoofdstuk uitgebreid met aandacht voor de meertraps Rootspomp, die zich in het afgelopen decennium in een rap tempo heeft ontwikkeld tot een volwaardig alternatief voor de klauwpomp. Omdat deze meertraps versie kan uitstoten tegen atmosferische druk, leek het ons consequent om de aparte paragraaf 4.8 (Rootspompen) uit de eerste editie onder te brengen onder het hoofd ‘Droge rotatiepompen’. Bij de klauwpomp zijn nieuwe inzichten
verwerkt terzake het gebruik van een geïntegreerde combinatie van Roots- en klauwtrappen. Bij de schroefpomp is er aandacht voor de verlopende spoed als oplossing ter vermindering van de warmteontwikkeling door isochore compressie. Het hoofd ‘Moleculairpompen’ is uitgebreid met een paragraaf over de MDP/zijkanaalpomp, bestaande uit een moleculaire dragpomp van het Holwecktype met een veeltraps miniatuur zijkanaalverdichter als voorpomp. Deze pompcombinatie kan uitstoten tegen 1 atmosfeer. De in verband hiermee benodigde kennis m.b.t. de zijkanaalverdichter is als een apart onderdeel toegevoegd aan de paragraaf ‘Droge rotatiepompen’. In deze paragraaf is de niet meer in de handel verkrijgbare slotpomp verwijderd. De paragraaf ‘Getterionenpompen’ is aangevuld met informatie over de zgn. ‘Galaxy’ en ‘StarCell’ kathodestructuren ter verhoging van de pompsnelheid voor edelgassen.
Hoofdstuk 5 (Drukmeting) is uitgebreid met de kwartskristal frictiemanometer, alsmede een Bourdonvariant met elektronische uitlezing.
In het overzicht ionenbronnen in hoofdstuk 6 (Partiële drukmeting en gasanalyse) zijn de axiale en gasdichte ionenbron toegevoegd. In de paragraaf over het quadrupool massafilter is een alinea toegevoegd over een speciale focusseringsmethode waarmee elektrongestimuleerde desorptie (ESD) kan worden onderkend en onderdrukt. Verder is het hoofdstuk uitgebreid met een paragraaf over de autoresonant trap massaspectrometer (ARTMS). De verwachting is dat deze RGA in het drukgebied 10-3 - 10-9 Pa een geduchte concurrent zal gaan worden van het quadrupool massafilter. De opzet van de paragraaf ‘Spectrumanalyse’ is geheel gewijzigd. De bij de analyse optredende foutenmarges krijgen meer aandacht.
De indeling van hoofdstuk 8 (Dichtheidscontrole) is volledig herzien. Bij de heliumlektesters is de nadruk verlegd naar het tegenstroomprincipe. De maximaal bereikbare gevoeligheid van lektesters volgens het tegenstroomprincipe is in het afgelopen decennium opgevoerd en vergelijkbaar geworden met die van hoofdstroomlektesters. Deze omstandigheid gevoegd bij het gebruiksgemak van tegenstroomlektesters heeft inmiddels gemaakt, dat hoofdstroomlektesters niet meer in de handel verkrijgbaar zijn. Er is een tweetal lektestmethodes toegevoegd, t.w. de atmosfeermethode en ‘bombing’. In een aparte paragraaf volgt een quantitatieve analyse van de gevoeligheden van beide methodes en wordt hun bruikbaarheid onder specifieke omstandigheden bediscussieerd. Het beschikbare arsenaal aan lekzoekinstrumenten is uitgebreid met de categorie multigas snuffelsystemen (o.a. infraroodlekdetector), de waterstoflekdetector en de Penningsnuffelaar.
In hoofdstuk 10 (Materiaalkeuzxe tec.) zijn de onderdelen ‘reiniging en werkdiscipline’ aangepast aan de gewijzigde inzichten op dit gebied en wat meer gefocust op het realiseren en bouwen van complete vacuümsystemen.
Tenslotte is een groot aantal figuren en afbeeldingen vervangen door exemplaren met een “moderner” design.
De unieke ‘getrapte’ structuur van het boek, waarbij de voor HBO’ers en academici bedoelde verdiepingsstof met een kantlijnstreep is gemarkeerd, hebben wij uiteraard gehandhaafd. Zónder verdiepingsstof resteert een samenhangend en goed leesbaar cursusboek op MBO-niveau. De hoofdstukken 1 t/m 8 zijn voorzien van oefenvraagstukken. De oefeningen met/zonder * zijn geschikt voor HBO/academisch resp. MBO niveau. Om de aantrekkelijkheid als boek voor cursussen én zelfstudie verder te vergroten, zijn in deze 2de editie niet alleen de korte antwoorden bij deze oefeningen opgenomen, maar ook hun complete uitwerkingen. De appendices met relevante overzichten, grafieken en tabellen bleven ongewijzigd.
Volgend op diens verschijningsdatum eind 2018 is het boek inmiddels op een paar punten aangevuld dan wel gewijzigd. Allereerst is hoofdstuk 5 'Drukmeting' uitgebreid met een nieuw type ionisatiemanometer, gebaseerd op de Bayard-Alpert configuratie: De "Belt Bent-Beam" (3B) manometer. Een geheel nieuw concept, qua oogmerk verwant aan dat van de klassieke extractor manometer: Houd de ionencollector in de manometer zo ver mogelijk weg van alle straling en desorptie-effecten. De Röntgengrens van de 3B-manometer ligt in het lage 10-12 Pa gebied. Deze extreem lage limiet wordt gerealiseerd door een combinatie van materiaalkeuze (lage warmtestraling en ontgassing) en een slimme geometrie (lage flux van Röntgenstraling en ESD in het collectorgebied). Verder is het aantal benoemde drukgebieden beneden 1 atmosfeer uitgebreid van vier naar vijf. In meer recente vacuümliteratuur en advertenties van vacuümfabrikanten wordt terwille van onderscheid en gemak aansluitend op het bekende ultrahoogvacuüm drukbereik 10-4 - 10-7 Pa de term "extreemhoogvacuüm" (xhv) steeds vaker gebezigd om het drukgebied beneden 10-7 Pa aan te duiden. Aan deze nieuwe vacuümterminologie hebben wij ons in het hele boek geconformeerd; zie figuur 5.1.
Net zoals bij de 1ste editie en in afwijking van de gewoonte in de wetenschappelijke literatuur hebben de auteurs wederom de voorkeur gegeven aan een boek zonder referenties. Alhoewel dit mogelijk enige afbreuk doet aan de waarde van het boek als naslagwerk, overheerst toch de mening dat dit nadeel niet opweegt tegen het voordeel van een cursusboek waarin de aandacht voor de inhoud niet wordt verstoord door een overdaad aan goedbedoelde verwijzingen. Verder kan naar de opvatting van de auteurs het internet tegenwoordig worden beschouwd als een nuttige, continu vernieuwende en groeiende bron van informatie voor diegenen, die toch "verder willen zoeken". Zo biedt bijvoorbeeld de gratis online encyclopedie Wikipedia actuele informatie en literatuurreferenties over vrijwel alle vacuüm-onderwerpen. Het lijkt ons daarom redelijk te stellen dat hiermee het wetenschappelijk belang van referenties in de boektekst zal verminderen.
De oplettende lezer zal eveneens constateren dat bronvermeldingen bij veel van de in het boek opgenomen grafieken, tekeningen en afbeeldingen ontbreken. Terwille van de duidelijkheid en als verantwoording is het daarom de moeite waard te vermelden dat in ruim de helft van alle figuren de auteurs zélf als bron hebben gefungeerd met uit eigen onderzoek verkregen metingen, grafieken enz. Bronnen van circa 40% van de figuren zijn helaas niet meer traceerbaar. Deze zijn allemaal afkomstig uit wetenschappelijke artikelen, boeken en catalogi uit medio de vorige eeuw toen vacuümtechniek nog met wetenschappelijke ambities werd bedreven door een relatief kleine "inner circle" van collega-wetenschappers. Ongetwijfeld zal toen het gebruik van deze figuren informeel zijn toegestaan, maar schriftelijke afspraken zijn helaas verloren gegaan of misschien nooit gemaakt. Alle meer recente afbeeldingen (ca. 10%) zijn voorzien van een bronvermelding.
De auteurs zijn dank verschuldigd aan Dick van Langeveld voor zijn waardevolle bijdrage aan de nieuwe opzet van het onderdeel spectrumanalyse in hoofdstuk 6 (Partiële drukmeting), nuttige discussies over diverse relevante onderwerpen, zoals piëzo-elektriciteit, bewegingsvergelijkingen van het kwartskristal in de frictiemanometer en het leggen van nuttige contacten van uiteenlopende aard. Onze dank gaat ook uit naar Dr Masahiro Hirata (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Japan) voor de nuttige mailcorrespondentie betreffende de fysica van de kwartskristal frictiemanometer. Harold Zandvliet (Universiteit Twente, Enschede NL) danken wij voor het kritisch doorlezen van paragraaf 8.9.2 handelend over de waterstoflekdetector. Zijn commentaar heeft bijgedragen aan ons inzicht in de fysica van deze detector. Norbert Koster (TNO Industrie en Techniek, Semiconductor Equipment, Delft NL) en Peter van der Heijden (VDL Enabling Technologies Group, Eindhoven NL) zijn wij zeer erkentelijk voor hun bijdrages aan de actualisering van hoofdstuk 10 (Materiaalkeuze etc.). Bij het incorporeren van de reinigingstechniek ‘keramisch parelen’ in dit hoofdstuk is met vrucht gebruik gemaakt van de brochure ‘Keramisch Parelen van Roestvaststaal’ van de firma Vecon, Maassluis NL.
Verder willen wij een aantal representanten van vacuümfirma’s dank zeggen voor het belangeloos ter beschikking stellen van figuren en/of hun inhoudelijk commentaar op relevante tekstdelen: Dr Falk Braunschweig, Mark Fierloos en Ron van Vossen (Alcatel Vacuum Technology), Dr Sherm Rutherford (Duniway Stockroom Corporation), Harry Nagel en David Schijve (Edwards Vacuum), Sjors Kruidenberg (Elmo-Rietschle), Dr Arnim Conrad en Pieter Heidema (Pfeiffer Vacuum), Dipl-Phys Werner Große Blei (Inficon), Dirk Pootjes (Demaco - Granville Pillips), Joost Hommel (Paroscientific) en Sam Kishikawa (XHV products - Tokyo Electronics Japan).
Het ‘Basisboek Vacuümtechniek’ is een uitgave onder auspiciën van de Nederlandse Vacuümvereniging NEVAC, die hiermee een van haar belangrijke doelstellingen, namelijk de verbreiding van kennis op het vakgebied der vacuümtechniek, een passende inhoud geeft.
Zomer 2018, bijgewerkt Januari 2021
Bert Suurmeijer - Peize
Theo Mulde - Harmelen
Jan Verhoeven - Kockengen
×