Ceramic bearings for vacuum condition

Im Vakuum des Weltraums kondensieren ausgasende Materialien auf optischen Komponenten wie Linsen, Solarzellen und Navigationssensoren. In der Halbleiterindustrie kann eine Verunreinigung durch Materialausgasung mehrere Millionen Dollar schwere Wafer schädigen.

Lagerkomponenten von Interesse in einer Vakuumumgebung sind Käfige und Schmierstoffe. Lager, die in diesen Umgebungen verwendet werden, müssen ultrasauber sein. Oberflächen müssen mit Lösungsmitteln gereinigt und in manchen Fällen gebacken werden, um flüchtige Rückstände zu entfernen, die vergasen können.

Schmierung: Eine richtige Schmierung ist entscheidend, um die Lebensdauer der Lager zu verlängern. Für Rolllager sind Öl- und Fettschmierstoffe am effektivsten, besonders bei kritischen Geschwindigkeiten und darüber hinaus, wo eine Schicht der Trägerflüssigkeit entsteht. Neben der Beschädigung nahegelegener Komponenten kann Entgasung die Wirksamkeit von Öl oder Fett verringern. Glücklicherweise hat sich die Schmierstofftechnologie weiterentwickelt, und es wurden Öle und Fette mit niedriger Ausgasung und niedrigem Dampfdruck entwickelt. Diese Schmierstoffe werden üblicherweise mit Basisölen wie synthetischen Kohlenwasserstoffen oder PFPE hergestellt. Der Dampfdruck dieser Flüssigkeiten bei 25 °C beträgt etwa 4,7 × 10 bis 12 torr.

Die Entgasungsrate steigt bei höheren Temperaturen aufgrund des erhöhten Dampfdrucks und der chemischen Reaktionsgeschwindigkeit. Daher können in einer Vakuumumgebung Feststoffschmierstoffe bei höheren Temperaturen erforderlich sein. Typische Feststoffschmierstoffe für Vakuumanwendungen sind Gold, Silber, Molybdändisulfid (MoS2) und Polytetrafluorethylen (PTFE).