真空中の蒸発温度は固定値ではない。
物質の蒸気圧や適用される真空度など、いくつかの要因に依存する。
真空中では、物質の沸点は標準大気圧の沸点よりも低くなる。
これは真空中の気圧が下がるためである。
真空中の蒸発温度は？4つのキーファクター
1.気圧の低下と沸点
真空中では、気圧は標準大気圧（760torrまたは1bar）よりかなり低い。
例えば、標準大気圧では100℃である水の沸点は、真空度を5torr（6.6mbar）に下げると50℃以下にまで下げることができる。
この原理は、ジメチルホルムアミド（DMF）やジメチルスルホキシド（DMSO）などの他の溶媒にも当てはまる。
これらの溶媒も、同様の真空をかけると、標準沸点以下の温度で蒸発させることができる。
2.蒸気圧と材料の特性
物質の蒸気圧とは、物質がそれ自身の蒸気と平衡状態にあるとき、与えられた温度で及ぼされる圧力のことである。
この圧力は材料と温度の両方の関数である。
例えば、クロムの蒸気圧は760torrで約4,031°Fであり、それよりはるかに低い10¯5torrでは約2,201°Fに低下する。
このことは、低圧では蒸気圧が高くなるため、真空では蒸発に必要な温度が大幅に低くなることを示している。
3.実用例と装置
実用的な用途では、真空蒸発は、必要な低圧を達成するために、ターボ分子ポンプやその他の真空技術を備えたシステムで使用されることが多い。
これらのシステムは、標準的な沸点よりもかなり低い温度で様々な物質の蒸発を扱うように設計されている。
例えば、サーマルエバポレーターは、1時間以内に10-06mbarのベース圧力に達するように設計されており、制御された低温での物質の蒸発を可能にしている。
4.蒸発に必要な温度
真空条件下で材料を蒸発させるのに必要な実際の温度は、特定の真空レベルにおける材料の蒸気圧によって決定される。
例えば、標準的な条件下での金の沸点は2,700℃であるが、5×10-6mbarの真空度で金の蒸気を放出するのに必要な温度は約950℃である。
これは、真空条件下で蒸発に必要な温度が大幅に低下することを強調している。
結論として、真空中の蒸発温度は、特定の物質と適用される真空レベルに依存する動的な値である。
気圧を下げることで、物質は標準沸点よりもかなり低い温度で蒸発させることができる。
これは、多くの科学的・工業的プロセスにおける基本原理です。
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