真空チャンバーは、圧力の急激な変化に耐えることができるため、鋼合金、ステンレス鋼、アルミニウム合金などの金属を中心に、さまざまな材料で作られている。材料の選択は、強度、耐圧性、貫通性などの要因によって決まる。金属以外にも、ガラス、プラスチック、真鍮、高密度セラミック、アクリルなど、用途に応じて真空チャンバーを作ることができます。
真空チャンバーに使用される材料
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スチール合金とステンレススチール： これらは、真空チャンバーの構造に使用される最も一般的な材料である。ステンレス鋼は耐久性と耐腐食性で特に好まれ、高真空環境の維持に適しています。標準真空システムと超高真空システムの両方で使用されています。
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アルミニウム合金： 超高真空システムには、軽量で優れた真空特性のアルミニウム合金が好まれる。また、洗浄が容易で、高真空を維持するために重要なアウトガスが発生しにくい。
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その他の材料 特定の用途に応じ、真空チャンバーはガラスやプラスチック製もあり、これらは教育用デモンストレーションのような、よりシンプルで要求の少ない用途によく使用されます。真鍮、高密度セラミック、アクリルも、特に透明性や特定の熱特性が要求される場合に使用されます。
設計と構造に関する考察：
真空チャンバーの設計には、適切な材料の選択だけでなく、形状や構造も考慮する必要がある。チャンバーには、円筒形（垂直または水平）、球形、箱形（長方形または立方体）がある。形状は、使用目的と利用可能なスペースに基づいて選択される。
建設段階では、材料は通常、溶接、機械加工、鍛造によって接合される。これらの工程によって生じたひずみや変形がチャンバーにないかを検査することは極めて重要である。例えば、溶接は金属にひずみを生じさせる可能性があり、真空シールの完全性を確保するためには、慎重に検査し、修正する必要があります。
特殊用途：
マグネトロンスパッタリングシステムなど、高品質の成膜プロセスを必要とするアプリケーションでは、真空チャンバーは非常に高い真空度（10^-6～10^-9 Torrの範囲）を達成するように設計されています。これらのチャンバーはステンレス鋼で作られることが多く、処理中の不純物を最小限に抑え、高い密着性を確保するために、断熱材やフランジなどの部品の精密な機械加工などの追加機能が必要とされる。
まとめると、真空チャンバーに使用される材料は、圧力変化に耐え、腐食に耐え、高真空を維持する能力に基づいて選択されます。材料とデザインの選択は、アプリケーションの特定の要件に応じて、真空チャンバーの機能性と効率にとって非常に重要です。
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