真空炉における分圧とは、全体の圧力が著しく低下した場合に炉内の個々のガスが及ぼす圧力のことです。通常、この減圧は大気圧よりはるかに低い。真空炉では、酸素や水蒸気のような反応性ガスの分圧が最小になるような環境を作り出すことが目標です。これにより、表面の酸化を防ぎ、処理される部品上の既存の酸化物の分解を促進します。
真空炉の分圧とは（4つのポイントを解説）
1.残留空気分圧の低減
中高真空領域で操業する真空炉では、酸素や水蒸気を含む残留空気の分圧が大幅に低下します。この分圧の低減は、表面酸化を最小限に抑え、あるいは全く発生させることなく部品を処理できる環境を作り出すため、極めて重要です。酸化は高温プロセスでは一般的な問題であり、真空条件によって酸素の存在を減らすことは、材料の完全性を維持するのに役立つ。
2.既存の酸化物の分解
分圧の低減は、新たな酸化物の形成を防ぐだけでなく、部品表面の既存の酸化物の分解を助ける。このプロセスは、温度と処理される材料の種類に大きく依存する。より高い温度と特定の材料特性は、真空条件下での酸化物分解の効果を高めることができる。
3.真空レベルの制御と維持
真空炉は正確な圧力レベルを維持するよう設計されており、その範囲は一部のプロセスでは約500ミクロン、高真空プロセスでは10-4 TORR以下となります。炉は高速拡散ポンプとロータリーベーン真空ポンプを組み合わせて、この低圧を達成・維持します。システムには真空計と制御機構が装備され、圧力が所望の範囲内に保たれるようになっています。圧力が設定値から逸脱した場合、圧力が修正されるまで温度プログラムは一時停止される。
4.冷却と圧力制御
高温ソークの後、不活性ガスの流入と冷却水の循環を伴う炉の冷却が行われます。この冷却プロセスにより炉の圧力が低下するため、追加の圧力制御が必要となります。冷却中の圧力は、プロセスタイプに応じて0.85バールから10バールの間で維持されます。
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