Der heilige Gral der Spiegelschleifer

Hallo Miteinander

Wenn Gewicht nicht so wichtig ist , GFK ist viel billiger .

Epoxidkleber hat eine Zug/Scherfestigkeit von ca. 10 N/mm^2 .
Höher wie der Luftdruck , also 0,1 N/mm^2 wird der Dampfdruck von Epoxi vermutlich nach ausgiebigen Tempern nicht sein .
Das Tempern sollte ev. auch ohne Alufolie die Ausgasung ausreichend reduzieren können .

Ähnlich wie den Spiegel in dem Link von Kalle kann man auch einen nicht für den gesamten Luftdruck ausgelegten Innenbehälter aus Niro oder Alu in einem Druckgefäß mit reduzierten Luftdruck aus billigen Stahl vorsehen . Das sollte die Dichtproblematik entschärfen , ist aber aufwändig .

Gruß Rainer

Hallo Kai,

Wenn Du einen GFK-Behälter baust, sehe ich als kritischen Punkt vor allem das Ausgasen. Da bin ich mal auf deine Versuche gespannt.
Auf jeden Fall müsste so eine Vakuumkammer bei Nichtgebrauch wohl ständig auf moderatem Vakuumlevel gehalten werden.

Gruß,
Martin

Martin,
bei dem Thema waren wir grad schon und Kai schrieb dazu bereits, dass er austesten will, welches Epoxid im Vakuum stabil hinsichtlich Ausgasung ist. Der von mir verlinkte spezielle AKZO-Lack wird nicht mehr hergestellt, und andere vergleichbare Speziallacke/Epoxidharze für Vakuumanwendungen liegen preislich im Bereich "Zahnpastatube" für 50,- bis 100,- Euro. Da lohnt sich dann fast schon wieder Edelstahl. [:D]

Was bei Nichtgebrauch angesagt ist, Martin, weiß ich nicht. Vielleicht reicht schon ein Trocknungsmittel und 'ne Folie zur Innenraumabdeckung.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: D_SPITZER</i>
Ich bin eben an einem Bauernhof vorbei gekommen, der im Außenbereich einen Gasbehälter hatte. Wäre es nicht möglich so einen zu nutzen?
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Große Behälter gibt es wie Sand am Meer. Das Problem ist dass wir einen brauchen mit einer ausreichend großen verschliessbaren Öffnung, die auch noch perfekt abdichten muss.

Gruß
Michael

Das ist mir schon klar, Michael. Aber so ein Teil wäre mit Sicherheit stabiler, gast nicht so sehr aus und es wäre weniger Aufwand da nur eine Verschlussvorrichtung anzubringen als die komplette Kammer mit GFK selber zu machen.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: D_SPITZER</i>
... und es wäre weniger Aufwand da nur eine Verschlussvorrichtung anzubringen als die komplette Kammer mit GFK selber zu machen.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Da bin ich mir nicht so sicher. Ich vermute eine GFK Kammer ist schneller und viel billiger gemacht als ein Stahlbehälter modifiziert. Aber ich bin skeptisch ob das Problem mit dem Ausgasen in den Griff zu kriegen ist. Vielleicht wenn man die Kammer erst mal 10 Jahre stehen lässt und ausgasen lässt?

Gruß
Michael

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: dej05093</i>
<br />
Das rote Plastikteil ist denke ich einfach eine Führung für die Dichtung, damit diese in Form bleibt, wenn ich mich richtig an meine Promotionszeit erinnere
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Das nehme ich auch an, habe das so aber noch nicht gesehen.
Ich hatte immer O-Ringe mit Plastikzentrierring für Grobvakuum.
Die anderen Apparaturen musste ich nie zerlegen, hatten aber meist Indiumdraht als Dichtung.

Was den Strahlenschutz angeht: So ein Experiment wäre maximal als Störstrahler wie ein Fernseher etc. juristisch zu qualifizieren.
Davon einmal abgesehen sollten Ionen beim Aufprall nicht so stark
Röntgenstrahlung emittieren.

(==&gt;)Kurt:
Prima, dass Du dich nun auch der Sache annimmst!
Wenn das so weiter geht, brauchen wir bald ein eigenes Spiegelbeschichtungs-Forum[:D]!
Schade, dass ich da momentan nicht mitmischen kann und mich aufs mehr oder weniger schlaue Kommentare geben beschränken muss.

(==&gt;)Michael:
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Aber ich bin skeptisch ob das Problem mit dem Ausgasen in den Griff zu kriegen ist. Vielleicht wenn man die Kammer erst mal 10 Jahre stehen lässt und ausgasen lässt?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Ein großer Teil des Ausgasens bei Epoxi geht wohl auf das Konto von eingelagerter Feuchtigkeit. Ich hab da mal einen Artikel über Leiterplatten gelesen, dort ist das ein Problem, weil starkes Ausgasen beim Löten Delamination verursachen kann.
Wenn man Kunststoffteile länger stehen lässt, stellt sich irgendwann ein Gleichgewichtszustand der Restfeuchte mit der Umgebung ein, genau wie bei Holz, nur bei anderen Konzentrationen. Ich bin mir sicher, dieser Zustand ist völlig untauglich für ein Hochvakuum-Gefäß.

Es sollten also schon die Komponenten für das GFK vor dem Laminieren gründlich getrocknet werden. Nach dem Laminieren und Vorhärten bei Raumtemperatur (oder höher je nach Harz) wird dann oberhalb von Tg in einer Vakuumkammer getempert. Das Problem für uns ist hier aber, dass das Material bei dieser Temperatur praktisch keine Festigkeit mehr hat. Man braucht also eventuell eine noch größere Vakuumkammer, in der man dann die Glocke für die Spiegelbeschichtung tempern kann[}:)].

GFK hat aber zusätzlich eine sehr viel porösere Oberfläche hat als Metalle. Und es treten wohl auch noch andere Oberflächenkräfte auf atomarer/molekularer Skala auf, da bin ich kein Experte.

Daher nimmt eine Epoxidharz-Oberfläche mehr Moleküle aus der Luft auf als eine polierte Metalloberfläche.
Selbst bei gut getempertem GFK schätze ich, dass es zu Beginn mehrere Stunden bis einige Tage dauert, bis das Ausgasen halbwegs abgeklungen ist. Wenn man die Oberfläche dagegen ständig im Vakuum belässt und die Kammer immer nur für einige Minuten zum Be- und Entladen öffnet, sollte das deutlich schneller gehen.

Ich kenne aus meinem Job offene Röntgenröhren mit Epoxi-Isolator an der Kathode. Die werden ständig auf Vakuum gehalten. Sogar beim Ersatzteilversand wird eine temporäre Vakuumglocke über die Kathode montiert. Bei Montagearbeiten soll der Kontakt mit Umgebungsluft bei Normaldruck so kurz wie möglich gehalten werden. Laut Bedienungsanleitung soll die Turbopumpe auch bei Nichtgebrauch ständig laufen.

Zum verwendeten Epoxidharz weiß ich in diesem speziellen Fall leider nur, dass die Teile nach dem Vorhärten gründlich getempert werden, und dass das Material zu einem nicht unerheblichen Teil aus einem Füllstoff besteht, um die dielektrischen und Isolations-Eigenschaften zu optimieren.

(==&gt;)Amateurastronom:
Man kann mittels so einer Vakuumkammer zwar auch eine Röntgenröhre bauen, aber da muss man doch noch 2 oder 3 Dinge anders machen. Beim hier besprochenen Aufbau ist wirklich <i>keinerlei</i> Röntgenemission zu erwarten. Ich ärgere mich immer noch über meinen nicht ernst gemeinten Kommentar weiter vorn und die Reaktionen darauf, die vom eigentlichen und sehr spannenden Thema ablenken[V].

Gruß,
Martin

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: fraxinus</i>
<br />
Ich erkenne in vielen deiner Ausführungen einen hohen wissenschaftlichen Anspruch. Würdest Du bitte diese Aussage belegen?
Meines Wissens entsteht da exakt Null Röntgenstrahlung.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Jedes geladene Teilchen, das beschleunigt wird, emittiert -theoretisch- Photonen (siehe z.B. die Rechnungen zu Bremsstrahlung anhand des Lienard-Wiechert-Potentials im Buch von John David Jackson).
Nur ist ein Proton knapp 2000 Mal schwerer als ein Elektron, oder gar ein Argon-Ion 80.000 mal schwerer, so dass man den Effekt meist vernachlässigen kann.
Synchrotronstrahlung spielt deshalb bei Elektronen-Synchrotrons als Energieverlust-Mechanismus eine grosse Rolle, kann jedoch an Protonen-Beschleunigern vernachlässigt werden (Faktor gamma^4 bzw. m^4).

Moin Amateurastronom,
wie war das mit der Beschleunigung der Ladungsträger in einem elektrischen Feld? Steht das auch in dem Buch? Für das anschließende Abbremsen sorgen Stoßprozesse, spätestens an der Anode. Wenn ich das richtig in Erinnerung habe, braucht man für Röntgenstrahlung allerdings die leichten Elektronen so ab 5keV Energie aufwärts. Im Plasma bei ~1 hPa Druck beträgt die freie Wegstrecke ~100 my. Auf solchen Teilstrecken kommt das Elektronen wohl kaum an die 5keV, oder sind Glimmkathode und -anode etwa bei Kai so dicht beieinander gewesen? Das geht also nur da, wo Plasmaleuchten mangels Gas schon wieder aufhört; so ab 1E-3 hPa. Wo kommen dann aber die Elektronen her. Dazu müsste die Kathode beheizt werden (Edisoneffekt), oder? Hat Kai etwa sein Plasmaleuchten mit geheizter Kathode betrieben, während die Pumpen das Vakuum gezogen haben?
Wenn ich das oben richtig gelesen habe, wurde der Alu-Verdampfer erst eingeschaltet, als das Plasmafeld schon nicht mehr mit Spannung gespeist wurde. da gab es dann Elektronen aber das elektrische Feld fehlt dann.

Ach ja, Plasmaionen, das hast du schon richtig erkannt, die sind deutlich schwerer. Und den Faktor, um den man das elektrische Feld im Vergleich zu Elektronen stärker machen müsste, hast du ja schon erwähnt. [;)]

Hab ich jetzt was vergessen oder falsch gedacht? Mangels Teilnehmer hatte ich leider nicht Physik-LK damals vor 30 Jahren in der Oberstufe.

Gruß

Hallo Jens

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Hier http://de.wikipedia.org/wiki/Barometrische_H%C3%B6henformel gibts eine schöne Grafik zum Druckverlauf. Zählt wohl schon als Weltraum <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
besten Dank für den Link, leider kann ich die Grafik nicht interpretieren, beginnt mit ca. 5 und endet mit -7 (Pa) ??
Aber, so glaube ich, wird der Druck dem Weltraum nahe liegen.

Hallo Raphael

besten Dank für den Vergleich, somit ist klar, das die Luft *sehr* dünn ist bei diesem Druck.

Gruss

Hi Roger,
Weltraum wie in ~120km Höhe, vielleicht auch mehr je nachdem wie gut das Vakuum wird.

Die Grafik http://de.wikipedia.org/wiki/Barometrische_H%C3%B6henformel liest man einfach: links senkrechte Achse steht die Höhe h in km und unten steht der Druck als Logarithmus. Kann man vereinfachend dahingehend lesen: Wie viele Nullen stehen zwischen der "1" und dem Komma (Das ist die Zahl hinter dem "zehn hoch" der Expontentialschreibweise wenn man <font color="yellow">1000</font id="yellow"> z.B. als <font color="yellow">1,0 E+3 </font id="yellow">schreibt).

Luftdruck am Boden (Höhe 0 km): 1013 mbar = 101300,0 Pa -&gt; +5 laut Achse
Luftdruck in ca. 200 km: 0,0001 Pa -&gt; -4 laut Achse
Ich glaub, Kai kommt mit seinem Vakuum so auf 1E-5 mbar = 1E-3 Pa (-3 auf der Achse) vielleicht auch besser (bei der kleinen Anlage).

EDIT: Hat sich jetzt mit Kais Antwort überschnitten.

Hallo,

lässt sich bei einer Stahlkammer das schnellere ereichen des Vakuums verbessern durch
a ) emaillieren bei 160°-180° C ?
b) durch gleichmäßiges alumisieren der Kammer = durch anlegen einer Spannung daran, beim verdampfen ?

Hallo Günter,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: G2-Astro</i>
durch gleichmäßiges alumisieren der Kammer = durch anlegen einer Spannung daran, beim verdampfen ?
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Es wird empfohlen die Kammerwand nicht mit Alu zu bedampfen, insbesondere nicht mit vielen Schichten übereinander. Die Schichten sind wohl nicht völlig undurchlässig und können Wasserdampf enthalten, der sich sehr schlecht durch Pumpen entfernen lässt.
Mir wurde empfohlen die Kammerwand mit Alufolie zu schützen, damit sie nicht mitbedampft wird.

Gruß
Michael

Hallo Kai und Kalle

vielen Dank für die Erklärung!
Jetzt auch für mich verständlich, dieses Diagramm.

Gruss

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: fraxinus</i>
<br />
... das solltest Du zunächst mal selbst lesen!
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Danke für den erneut überaus freundlichen Hinweis, aber das hatte ich
bereits vor langer Zeit gemacht, unter anderem im Studium.
Vielleicht solltest Du erst einmal meine Artikel genau und im richtigen Zusammenhang lesen, bevor Du antwortest. Schliesslich hatte ich damit lediglich beabsichtigt, Dich gegen Vorwürfe gefährlicher Röntgenstrahlung durch Deine Anordnung zu verteidigen, die hier im Thread kamen, als Gefahren (insbesondere für Spannungen &gt;40 kV) postuliert wurden.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
Da steht bestimmt auch etwas von Grenzfrequenz, an der das Spektrum *plötzlich* abreisst.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Über das (breite) Spektrum, das selbst bei Synchrotronstrahlung an GeV-Elektronen bis in den IR-Bereich reicht, habe ich mich gar nicht geäußert. Wieso auch? Wenn etwas schon nach der (bei Ionen unmessbaren) Intensität zu urteilen ungefährlich ist, dann braucht man über die Energie der Bremsstrahlungsphotonen keine weitere Aussage mehr zu treffen.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
Diese Grenzfrequenz kann man leicht ausrechnen und mit der Definition der Röntgenstrahlung vergleichen.
Insbesondere ergibt das ein Mindestmaß an Sinn was die 5kV Vorschrift von Martin angeht.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Ich schrieb Photonen und Bremsstrahlung.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
Mach Dir nichts draus, da sind schon andere drüber gestolpert.
Die Existenz dieser Grenzfrequenz hat die klassische Physik aus den Angeln gehoben: Max Planck und sein Wirkungsquantum!
http://de.wikipedia.org/wiki/Plancksches_Wirkungsquantum
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Schön, dass ich das jetzt nochmal auch ausserhalb des Praktikums oder einer Vordiplom-/Diplomprüfung erklärt bekomme. Meine Tätigkeit als Betreuer im Praktikum für angehende Dipl. Physiker liegt nämlich schon lange zurück, da ich zuletzt fast nur noch in der Forschung tätig war.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
Unter 5kV es gibt keine Röntgenstrahlung,
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Diese 5 keV-Grenze in der Wikipedia kenne ich übrigens aus der Fachliteratur so strikt eigentlich nicht. Man spricht durchaus auch bei 1 keV bis 4 keV noch in Fachbüchern von Röntgenspektren.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
weder in der Kammer noch ausserhalb. Und auch nicht eine Kleinigkeit, über die man hinwegsehen kann, sondern exakt Null, nicht ein einzige Quant, Photon oder was auch immer. Auch nicht in 1000 Mrd Jahren. Never.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Mit solchen apodiktischen Aussagen sollten Studenten in Prüfungen allerdings freilich lieber vorsichtig sein, da sie ansonsten bei Theoretikern in theoretischer Elektrodynamik ähnlich zusammengezogene Augenbrauen ernten würden wie bei Experimentalphysikern aus der Teilchenphysik.
Für die würde das dann das dann fast so wirken, als stelle jemand in der Astronomie die Existenz von Gravitationswellen in Frage.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Kalle66</i>
<br />
wie war das mit der Beschleunigung der Ladungsträger in einem elektrischen Feld? Steht das auch in dem Buch? Für das anschließende Abbremsen sorgen Stoßprozesse, spätestens an der Anode. Wenn ich das richtig in Erinnerung habe, braucht man für Röntgenstrahlung allerdings die leichten Elektronen so ab 5keV Energie aufwärts. Im Plasma bei ~1 hPa Druck beträgt die freie Wegstrecke ~100 my.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Wieso sollte ich in meiner ohnehin knappen Zeit solche Details überhaupt noch betrachten, wenn ich darauf hingewiesen habe, dass schon die (unmessbare) Gesamtintensität im Worst-Case-Fall voller
Beschleunigung der Ionen auf z.B. 50 keV harmlos wäre? So viel Zeit,
hier auch noch langatmige Ausführungen über Gasentladungen zu verfassen, hatte ich leider wegen einer wichtigen Deadline nicht.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
Auf solchen Teilstrecken kommt das Elektronen wohl kaum an die 5keV, oder sind Glimmkathode und -anode etwa bei Kai so dicht beieinander gewesen?
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Ich habe auch nie behauptet, dass gefährliche Röntgenstrahlung von Gasenladungs-Experimenten etc. emittiert werden würde!
Wieso hackt Ihr jetzt eigentlich auf mir herum, obwohl ich Euch nur unterstützen wollte?

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
Wenn ich das oben richtig gelesen habe, wurde der Alu-Verdampfer erst eingeschaltet, als das Plasmafeld schon nicht mehr mit Spannung gespeist wurde. da gab es dann Elektronen aber das elektrische Feld fehlt dann.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Das habe ich auch nie behauptet und wollte das auch nie auch nur suggerieren.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
Ach ja, Plasmaionen, das hast du schon richtig erkannt, die sind deutlich schwerer. Und den Faktor, um den man das elektrische Feld im Vergleich zu Elektronen stärker machen müsste, hast du ja schon erwähnt.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Das elektrische Feld bei einem (hypothetischen) LINAC-Beschleuniger mit einem Röhrenpaar mit einer -im rein hypothetischen Fall ausnahmsweise- konstanten Beschleunigungsspannung gespeist für Protonen wäre praktisch das gleiche wie bei Elektronen, wenn man nur die zu erreichende kinetische Energie der Ladungsträger betrachtet.

Ich klinke mich jetzt hier aus.

Hallo,

zu der Frage, wie stark die ungleichmässige Schichtdicke die Abbildung eines Spiegels beeinflussen kann, habe ich einige Berechnungen durchgeführt. Für den Fall, dass sich _ein_ Verdampfer mittig über dem Spiegel befindet (also der Fall mit rotationssymmetrischer Schichtdicke) komme ich zu dem Schluss, dass der Effekt vernachlässigbar ist. Siehe
http://www.astro-electronic.de/faq3.htm#19

Gruß
Michael

Hallo Michael,

es ist sogar noch weniger schlimm als in Deiner Berechnung, weil Du die Krümmung des Spiegels nicht mit einbezogen hast. Befindet sich der Verdampfer im Krümmungsmittelpunkt des Spiegels, sollte die Schichtdicke ja vollkommen homogen dick sein, wenn mich mein Geometrieverständnis jetzt nicht trügt....

Bleibt nur noch abzuwarten, wann die ersten Händler Spiegel mit besonders homogener Schichtdicke bewerben, weil die aus dem Krümmungsmittelpunkt bedampft wurden....

Clear skies

Tassilo

Hallo Tassilo,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: ES-Europe</i>
es ist sogar noch weniger schlimm als in Deiner Berechnung, weil Du die Krümmung des Spiegels nicht mit einbezogen hast.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Das ist richtig, diesen Effekt habe ich vernachlässigt.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: ES-Europe</i>
Bleibt nur noch abzuwarten, wann die ersten Händler Spiegel mit besonders homogener Schichtdicke bewerben, weil die aus dem Krümmungsmittelpunkt bedampft wurden....
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Dafür bräuchte man aber eine sehr große Kammer und viel Aluminium...

Gruß
Michael

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Dafür bräuchte man aber eine sehr große Kammer und viel Aluminium...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
...oder das entsprechende Öffnungsverhältnis [:D]