表面の洗浄と真空材料の研磨

- Jun 30, 2018-


真空材料の表面洗浄

 

真空材料の表面洗浄は、真空中の材料のガス発生を減少させるために表面上に吸着されたオイルを除去することである。 真空材料の表面洗浄の基本的な方法は、主に有機溶剤洗浄および超音波洗浄である。 有機溶剤で洗浄する場合、一般的に使用される洗浄液には、脱塩水、エタノール、アセトン、金属洗浄剤などが含まれます。

 

超音波洗浄の原理を図1に示す。 超音波を液体に導いた後、液体の激しい動きは局部的な圧力差を引き起こす。 低圧部分は多数の気泡を生成し、圧力が再び上昇すると、これらの気泡は瞬時に破裂して液体中に衝撃波を生成する。 衝撃波は、固体表面上の油汚染を剥離する。 超音波洗浄液は一般にアルコールまたはアセトンを使用する。 超音波洗浄後、洗浄した部品を大気に入れ、アルコールまたはアセトンはすぐに蒸発し、部品の表面にはスケールは残らない。


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図1超音波洗浄の仕組み

 

真空材料の研磨

 

真空チャンバおよび内部構成要素から放出されるガスの量は、材料の表面積に直接関係する。 固体表面の原子密度は約2×10 19 m -2である 表面の凹凸を考慮すると、実際の固体表面は多数の気体分子を吸着する。 研磨は表面をより滑らかにすることができ、表面積を大幅に減少させることができ、それによって表面に吸着したガス分子を減少させることができる。 研磨は、主にガラスショットブラストおよび電解研磨を含む。

 

ガラスペレットのショットブラストは低コストであるが、処理された固形物の表面粗さおよび放出されたガスが大きいので、現在使用されている。

 

電解研磨の原理は、金属部品を酸性電解液に入れ、金属部品を陽極に接続し、電極と容器を陰極にして通電し、金属部品の凸部を対向させる陰極が最初に溶解し、金属部分のFe原子とNi原子が電解液に溶解し、平滑な表面の最終目標を達成します(図2)。 カソード電極を柔軟に設けることにより、筒状の金属部材の内外両面を研磨することができ、金属部品に対しても選択的な部分研磨を施すことができる。

 

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図2電解研磨図

 

電解研磨は、金属表面の微細な凹凸(0.01μm〜数μm)を除去することができ、金属光沢を確保するが、比較的大きな凹凸を除去することはできない。 電解研磨は典型的な電気化学的研磨方法であり、表面に形成された酸化膜はガス分子の吸着も減少させる。

 

また、真空チャンバ内に特殊なガスを導入して空洞内に放電を誘起させ、発生したイオンを空洞の内壁に衝突させて平滑な表面を得る特殊な表面処理方法もある。

 

浄化された真空チャンバと部品は、汗中の炭化水素や塩化物の混入を避けるため、手で直接触れてはいけません。 その上、ほこりや水蒸気(唾液)はできるだけ避けるべきです。