שיקולי ואקום והוצאת גז עבור מחממי מחסנית -196 מעלות
תאי הדמיית חלל וציוד מחקר בוואקום גבוה- מציגים סט ייחודי של אתגרים שחורגים הרבה מעבר לדרישות החימום הקריוגניות הסטנדרטיות. בוואקום, חום לא יכול לנוע באמצעות הסעה-כל החימום חייב להיות קרינה או מוליך. השינוי המהותי הזה בדינמיקת העברת החום משנה לחלוטין את הביצועים של מחמם מחסניות [מחמם מחסניות], והבעיות רק מתרבות כאשר הציוד פועל גם בטמפרטורות חנקן נוזלי.
בעיית הוצאת הגז תופסת מהנדסים רבים לא מוכנים. כאשר הם מחוממים, החומרים המשמשים לבניית מחממי מחסניות סטנדרטיים יכולים לשחרר כימיקלים נדיפים המזהמים תאי ואקום או משאירים משקעים על משטחים אופטיים. ביישומי הדמיית חלל, מימן ופחמן חד-חמצני יכולים להגיע מחומר בתפזורת ומזהמים פני השטח, להתיישב על משטחים אופטיים קרים ולפגוע ביעילותם. זה לא חשש תיאורטי-זה מצב כשל מעשי שהרס אינספור מסעות פרסום ניסיוניים ועיכוב פרויקטים קריטיים בתחום התעופה והחלל.
בחירת חומרים בסביבות ואקום פועלת לפי כללים שונים מאשר יישומים אטמוספריים. נירוסטה 304, מתאימה לחלוטין לחימום תעשייתי כללי, יוצאת יותר מדי גז בוואקום אלא אם כן טופלה ספציפית. אפילו עם אלקטרופוליש ואפייה בוואקום, 304 נשאר לא מספיק לעבודות הדמיית חלל רגיש. המיקרו-מבנה המיוצב של 316L עם תכולת פחמן נמוכה מתפקד טוב יותר בוואקום, וכאשר ואקום-נורה כדי להסיר חומרים נדיפים, קצבי יציאת הגז שלו הופכים מקובלים עבור יישומים רבים.
עבור יישומים אופטיים או מכשירים קריטיים, Inconel 600 ו-625 הופכים לחומרים המועדפים. סגסוגות ניקל-כרום אלו שומרות על טוהר מעולה וקשקשי תחמוצת יציבים המשחררים מעט מאוד גז. ההבדל בביצועי הגז הוא מדהים-הכין כהלכה Inconel יכול להגיע ל-10⁻¹² Torr-ליטר/שנייה-cm², בעוד ש-304 שהוכנה בצורה גרועה עשויה להגיע רק ל-10⁻⁸ או פחות. זה הבדל של פי 10,000 שקובע אם הדמיית חלל עובדת או נכשלת.
התנהגות חשמלית משתנה באופן דרמטי גם בוואקום. טרמינלים המבודדים בצורה מספקת באוויר עלולים לעבור קשת בוואקום, במיוחד בטמפרטורות גבוהות שבהן מתרחשים פליטת גז ושינויים בחומרים. מחממי מחסניות ואקום מיוחדים [מחמם מחסניות] משתמשים בנתיבי זחילה מורחבים-מרחקים ארוכים יותר לאורך משטחים מבודדים-כדי למנוע התמוטטות. שיטות איטום סטנדרטיות נכשלות גם בתנאי ואקום. לא ניתן להשתמש בחומרי איטום אורגניים כמו סיליקון או אפוקסי מכיוון שהם יוצאים מגזם. איטום הרמטי עם זכוכית-ל-מבני מתכת או קרמיקה הופך להיות חובה.
היעדר קירור הסעה בוואקום פירושו שניהול תרמי דורש חשיבה שונה. חום יכול לברוח רק דרך הולכה למשטחי הרכבה או קרינה למשטחים שמסביב. זה הופך את השיפועים התרמיים בתוך המחמם לחמורים יותר, במיוחד במהלך ההפעלה הראשונית מ-196 מעלות. שיפוע טמפרטורה של יותר מ-800 מעלות צלזיוס לסנטימטר יכולים להיווצר על פני ממשקי חומרים בשניות הראשונות של הפעולה. בוואקום, ללא אוויר למתן שיפועים אלה, מתחי ההלם התרמי מתגברים.
גימור פני השטח משחק תפקיד קריטי בביצועי ואקום. ליטוש אלקטרו יוצר משטח חלק ופסיבי עם מינימום זיהום כלוא. ליטוש מכני משאיר שכבת משטח עבודה-מוקשה עם מאפייני יציאת גז גרועים יותר. פסיבציה כימית מייצבת את שכבת התחמוצת. טיפולי משטח אלו, בשילוב עם בחירת חומרי בסיס, קובעים האם תנור חימום מזהם את סביבת הוואקום או שומר על תקני הניקיון הנדרשים.
עבור הגדרות מחקר-גבוהות, אישורי חומר המראים שיעורי גז הופכים לתיעוד חיוני. קונסטרוקציות מיוחדות להוצאת גז-נמוכה משתמשות בתחמוצת מגנזיום בטוהר- גבוה, בחומרי איטום שנבחרו בקפידה, ואפייה בוואקום לאחר הייצור כדי למזער פליטות נדיפות. יישומים מסוימים דורשים תנורי חימום עם-צמדים תרמיים מובנים עבור משוב ישיר של הטמפרטורה, אך הצומת של הצמד התרמי חייב להיות מבודד חשמלי ממעגל המחמם כדי למנוע לולאות הארקה ושגיאות מדידה.
תכונות הקרינה התרמית של משטח המחמם חשובות גם בוואקום. פליטת פני השטח שולטת באיזו יעילות העברת חום באמצעות קרינה. משטחים מחומצנים פולטים הרבה חום, בעוד שמתכות מלוטשות פולטות מעט מאוד. אופטימיזציה של טיפול פני השטח של מעטפת המחמם עבור יעילות קרינה או יציאת גז נמוכה דורשת החלטות מסחר זהירות-.
בסופו של דבר, ציון מחמם מחסניות [מחמם מחסניות] עבור שירות קריוגני משולב ואקום דורש מעבר להצעות הקטלוג הסטנדרטיות. השילוב של קור קיצוני, אילוצי גז של ואקום והעברת חום הנשלטת-בקרינה יוצר דרישות שרק הנדסה מתמחה יכולה לעמוד בהן.
