DE4327816A1 - Superhochvakuumgefäß und dessen Abdichtungsstruktur - Google Patents

Superhochvakuumgefäß und dessen Abdichtungsstruktur

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DE4327816A1
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high vacuum
super high
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vacuum container
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Withdrawn
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DE4327816A
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Megumi Nakanose
Seiji Ishimoto
Katsuichi Kikuchi
Kiyotaka Fujita
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Nissan Motor Co Ltd
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C14/00Alloys based on titanium
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Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Superhochvakuumgefäß, das geeignet ist, um in diesem einen Superhochvakuumdruck zu erzielen und dessen Abdichtungsstruktur, z. B., bei einen Va­ kuumdruck, welcher 10-10 Torr oder 10-11 Torr überschreitet, unter Verwendung eines relativ einfachen Evakuierungssy­ stems.
Die ersten Veröffentlichungen der japanischen Patentanmel­ dungen Hesei 1-316439, Heisei 3-31451, Showa 60-36648, Showa 59-153514, Showa 59-183926, Showa 60-128258, Showa 63-12858, und Showa 63-103073 und der japanische Vakuumbericht (Band 341 (1991) S. 56) beschreiben eine Ausgangsmaterialzusammen­ setzung für ein Superhochvakuumgefäß um ein hohes Vakuum oder einen Superhochvakuumdruck zu erzielen.
Wird ein rostfreier Stahl als ein Bauteil bzw. Bestandteil, welches das Vakuumgefäß bildet, verwendet, ist es schwierig, nur durch ein Evakuieren unter Verwendung einer Turbopumpe, welche eine relativ einfache Konstruktion aufweist, einen Vakuumdruck von mehr als 10-11 Torr zu erzielen. Es ist er­ forderlich, daß ein im wesentlichen sehr komplexes Evakuie­ rungssystem, z. B. eine Titansupplementationspumpe oder eine Kryopumpe verwendet werden sollte, um so den hohen Vakuum­ druck von mehr als 10-11 Torr zu erzielen.
Des weiteren besitzt das aus einem supergereinigten Stahl oder rostfreien Stahl hergestellte Vakuumgefäß ein sehr ho­ hes Gewicht.
Wird eine Aluminiumlegierung verwendet, ist es sehr schwie­ rig, den Superhochvakuumdruck von mehr als 10-11 Torr zu er­ zielen, da die Gasentladungsmenge bzw. die Gasaustrittsmenge aus dem Vakuumgefäß hoch ist, obwohl dessen Gesamtgewicht niedrig wird.
In dem Fall, daß rostfreier Stahl als das Ausgangsmaterial für das Vakuumgefäß verwendet wird, tritt das Gas aus dem rostfreien Stahl aus, so daß ein elektrolytisches Polieren an der Innenfläche des Vakuumgefäßes oder ein supergereinig­ ter Stahl, dessen Verunreinigungen in dem Stahl extrem redu­ ziert sind, notwendig ist, um einen solchen Superhochvakuum­ druck von mehr als 10-11 Torr, wie oben beschrieben, zu er­ zielen.
Zusätzlich sind sehr komplexe Evakuierungssysteme wie eine Ionenpumpe, eine Titansupplementationspumpe, oder eine Kryo­ pumpe notwendig.
In jüngster Zeit wurde ein Experiment mit dem Superhochvaku­ umbehälter im Weltraum erwogen. In diesem Fall wird das Ge­ wicht des Vakuumbehältermaterials kritisch. Das Gewicht des rostfreien Stahles oder des supergereinigten Stahles ist sehr hoch.
Es ist nicht einfach, den Superhochvakuumdruck von mehr als 10-11 Torr zu erzielen, da die Aluminiumlegierung zu einer hohen Gasentladungsmenge führt, obwohl die Aluminiumlegie­ rung als ein leichtes Vakuumbehältermaterial verwendet wer­ den kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Er­ findung, einen leichten Superhochvakuumbehälter und dessen Abdichtungsstruktur zur Verfügung zu stellen, welche einen Superhochvakuumdruck von mehr als 10-10 Torr oder 10-11 Torr erzielen, unter Verwendung von Evakuierungssystemen mit ei­ ner relativ einfachen Struktur wie einer Turbopumpe, ohne Einsatz einer Ionenpumpe, einer Titansupplementationspumpe und einer Kryopumpe und ohne daß ein Gasaustritt an der Ab­ dichtungsstruktur des Superhochvakuumbehälters auftritt und welche im Weltraum verwendet werden können.
Die oben beschriebene Aufgabe kann dadurch gelöst werden, daß ein Superhochvakuumbehälter zur Verfügung gestellt wird, mit einem Bauteil, welche für einen Superhochvakuumdruck ge­ eignet ist, wobei das Bauteil umfaßt:
  • a) 0,02 Gew.-% bis 1,00 Gew.-% eines Metalls, ausgewählt aus einer Platingruppe der Metallgruppe, bestehend aus: Pd, Pt, Rh, Ru, Re, und Os;
  • b) 0,1 Gew.-% bis 3,0 Gew.-% eines Metalls, ausgewählt aus einem Übergangsmetall, ausgewählt aus einer Gruppe, be­ stehend aus: Co, Fe, Cr, Ni, Mn, und Cu;
  • c) 0,02 Gew.-% bis 0,50 Gew. -% eines Elements, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, und Y;
  • d) ein Beimengungselement, bestehend aus: C, N, und O, wo­ bei C 0,05 Gew.-% oder weniger beträgt, N 0,05 Gew.-% oder weniger beträgt, und O 0,08 Gew.-% oder weniger be­ trägt; und
  • e) Ti und unvermeidbare Verunreinigungen.
Die oben beschriebene Aufgabe kann auch durch das Bereit­ stellen eines Superhochvakuumbehälters gelöst werden, mit einem Bauteil, welches für einen Superhochvakuumdruck geeig­ net ist, dieser Vakuumbehälter weist ein Bauteil auf, wobei das Bauteil umfaßt
  • a) wenigstens ein Metall der Platingruppe mit 0,02 Gew.-% bis 1,00 Gew.-%, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Pd, Pt, Rh, Ru, Re, und Os;
  • b) wenigstens ein Übergangsmetall mit 0,1 Gew.-% bis 3,0 Gew.-%, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Co, Fe, Cr, Ni, Mn, und Cu;
  • c) wenigstens ein Metall der Gruppe der seltenen Erden mit 0,1 Gew.-% bis 3,0 Gew.-%, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, und Y;
  • d) Al mit einem Gehalt von 0,2 Gew.-% bis 9,5 Gew.-%;
  • e) Beimengungselemente, bestehend aus: C, N, und O, wobei C 0,05 Gew.-% oder weniger beträgt, N 0,05 Gew.-% oder weniger beträgt, und O 0,08 Gew.-% oder weniger beträgt; und
  • f) Ti und unvermeidbare Verunreinigungen.
Die oben beschriebene Aufgabe kann des weiteren durch das Bereitstellen eines Superhochvakuumbehälters gelöst werden, mit einem Bauteil, welches für einen Superhochvakuumdruck geeignet ist, wobei dieses Bauteil umfaßt:
  • a) eine Titanlegierung;
  • b) wenigstens ein Metall der Platingruppe mit einem Gehalt zwischen 0,02 Gew.-% und 1,00 Gew.-%, ausgewählt aus ei­ ner Gruppe, bestehend aus: Pd, Pr, Rh, Re, und Os;
  • c) wenigstens ein Metall der Übergangsreihe mit einem Ge­ halt von 0,1 Gew.-% bis 3,0 Gew.-%, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, und Y; und
  • d) Beimengungselemente aus C, N, und O, wobei C 0,05 Gew.-% oder weniger beträgt, N 0,05 Gew.-% oder weniger beträgt und O 0,08 Gew.-% oder weniger beträgt.
Die oben beschriebene Aufgabe kann auch durch das Bereit­ stellen eines Superhochvakuumbehälters gelöst werden, mit einem Bauteil, welches für einen Superhochvakuumdruck geeig­ net ist, wobei das Bauteil eine Abdichtungsstruktur bildet, umfassend:
  • a) eine Titanlegierung;
  • b) wenigstens ein Metall der Platingruppe mit einem Gehalt von 0,02 Gew.-% bis 1,00 Gew.-%, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Pd, Pt, Rh, Ru, Re, und Os;
  • c) wenigstens ein Übergangsmetall mit einem Gehalt von 0,1 Gew.-% bis 3,0 Gew.-%, ausgewählt aus einer Gruppe, be­ stehend aus: Co, Fe, Cr, Ni, Mn, und Cu;
  • d) wenigstens ein Element der Gruppe der seltenen Erden mit einem Anteil zwischen 0,02 Gew.-% und 0,50 Gew.-%, aus­ gewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, und Y; und
  • e) Beimengungselemente aus C, N, und O, wobei C auf 0,05 Gew.-% oder weniger begrenzt ist, N auf 0,05 Gew.-% oder weniger begrenzt ist, und O auf 0,08 Gew.-% oder weniger begrenzt ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Beispiel einer Struktur ei­ nes Superhochvakuumbehälters gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine Ansicht eines Beispieles einer Struktur des in Fig. 1 dargestellten Superhochvakuumbehälters,
Fig. 3 Draufsicht auf eine flanschförmige Wellenkupplung (Kurbelwellenkupplung) des Superhochvakuumbehälters,
Fig. 4 ein Querschnitt der flanschförmigen Wellenkupplung des Superhochvakuumbehälters,
Fig. 5 ein vergrößerter Querschnitt eines Messerschneiden­ bereichs in einer Position, gekennzeichnet durch B in Fig. 4,
Fig. 6(A) bis 6(C) Draufsicht, länglicher Querschnitt und ein vergrö­ ßerter Querschnitt einer flanschförmigen Wellenkupp­ lung in einer Abdichtungsstruktur des Vakuumbehäl­ ters gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 7(A) bis 7(C) Draufsicht, länglicher Querschnitt, und vergrößerter Querschnitt einer flanschförmigen Wellenkupplung in der Abdichtungsstruktur des Superhochvakuumbehäl­ ters,
Fig. 8(A) bis 8(C) Draufsicht, länglicher Querschnitt, und vergrößerter Querschnitt der flanschförmigen Wellenkupplung in der Abdichtungsstruktur des Superhochvakuumbehälters gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 9(A) bis 9(C) Draufsicht, länglicher Querschnitt, und vergrößerter Querschnitt der flanschförmigen Wellenkupplung in der Abdichtungsstruktur des Superhochvakuumbehälters gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 10(A) bis 10(C) Draufsicht, länglicher Querschnitt, und vergrößerter Querschnitt einer anderen flanschförmigen Verbindung in einer anderen Abdichtungsstruktur eines herkömm­ lichen Beispieles, gekennzeichnet durch Nr. 35 in Tabelle 8 und dargestellt in den Tabellen 9 und 10,
Fig. 11(A) bis 11(C) Querschnitte der herkömmlichen Beispiele des Vakuum­ behälters zum Vergleich einer Gasentladungssituation des herkömmlichen Beispieles, und
Fig. 12(A) bis 12(C) Querschnitte der Abdichtungsstruktur in dem Fall der bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zum Vergleich der kein Gas austretenden Situation mit der des herkömmlichen Beispieles, dar­ gestellt in den Fig. 11(A) bis 11(C).
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Im folgenden wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, um ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermögli­ chen.
Es wurde diskutiert, wie verhindert werden kann, daß ein Gasbestandteil der festen Lösung in einem Ausgangsmaterial an einer Vakuumseitenwand diffundiert und aus einer Oberflä­ che unter einem Superhochvakuumdruck austritt, unter einer Voraussetzung, daß ein leichtes und für Superhochdruckanwen­ dungen geeignetes Bauteil als Ausgangsmaterial für den Su­ perhochvakuumbehälter verwendet wird. Demgemäß entdeckte man, daß solch eine oben beschriebene Gasentladung, durch ein für den Superhochvakuumdruck geeignetes Bauteil unter dem Superhochvakuumdruck reduziert werden kann, durch die Zugabe einer bestimmten Menge eines oder mehrerer Metalle der Platingruppe, d. h., Pd, Pt, Rh, Ru, Re, und Os, eines oder mehrerer Übergangsmetalle, d. h., Co, Fe, Cr, Ni, Mn, und Cu, und eines oder mehrerer Metalle der Gruppe der seltenen Erden, d. h., La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, und Y zu einer Titanlegierung, in welcher C (Kohlenstoff), N (Stickstoff), und O (Sauerstoff) extrem reduziert wurden.
Zusätzlich entdeckte man, daß durch die Verringerung des Ge­ haltes solcher hinzugefügter Materialien auf den in den An­ sprüchen beschriebenen vorbestimmten Bereich eine hohe Bear­ beitbarkeit erzielt werden kann.
Des weiteren entdeckte man, daß Aluminium Al, welches mit einem Anteil von 1,5 Gew.-% oder weniger zu der Legierungs­ reihe hinzugefügt wurde, wie oben beschrieben, eine hohe Versteifung erzielt, ohne einen Verlust der Eigenschaft. Wenn eine Kaltbearbeitung nicht notwendig bevorzugt ist, verbessert eine Zugabe von bis zu 9,5 Gew.-% (Gew.-% ist eine Abkürzung für Gewichtsprozent) an AI eine hohe Verstei­ fung.
Des weiteren entdeckte man, daß in einem Fall, daß α-Typ, α- + β-Typ, oder β-Typ Titanatlegierungen als eine Basis dienen, einer Warmbearbeitbarkeit eine negative Wirkung ver­ liehen wird, unter Verwendung solch eines oben beschriebenen Materials mit Zugabemittelreihen.
Anschließend wurde bestätigt, daß, wenn solch ein Bauteil als ein Ausgangsmaterial des Superhochvakuumbehälters, wel­ cher für Superhochvakuumdruckanwendungen geeignet ist, als das Ausgangsmaterial des Superhochvakuumbehälters verwendet wird, der Superhochvakuumdruck von mehr als 10-10 Torr oder 10-11 Torr leicht erzielt werden kann.
Zunächst wird ein Grund der Begrenzung der zusätzlichen Ele­ mente in dem Bauteil, welches als Ausgangsmaterial des Su­ perhochvakuumbehälters geeignet ist, im folgenden beschrie­ ben:
1) Pd (Palladium), Pt (Platin), Rh (Rhodium), Ru (Ruthenium), Re (Rhenium), und Os (Osmium)
Diese metallischen Elemente der Platingruppe spielen wichtige Rollen und dienen als Mittel, um den Wasser­ stoff in einer molekularen Form einzuschließen, welche im inneren des Vakuumbehälters an einer Oberfläche des Materials verbleibt und Ausfällen desselben in ein Was­ serstoff in einer atomaren Form. Es ist notwendig, we­ nigstens ein Element von denen in (1) beschriebenen mit einem Gesamtanteil von 0,02 Gew.-% oder mehr hinzuzufü­ gen. In dem Fall, daß das zugegebene Metall einen An­ teil von mehr als 0,02 Gew.-% aufweist, wird die Bear­ beitbarkeit jedoch reduziert, so daß es schwierig wird, die Kaltverformung zu einem Superhochvakuumbehälter oder in das Bauteil durchzuführen.
Zusätzlich wird in einem Fall, daß die Titanlegierung ein Basismaterial bereitstellt, die Heißbearbeitbarkeit reduziert und die Bearbeitung des Materials selbst wird schwierig, wenn diese Elemente einen Anteil von mehr als 1,00 Gew.-% aufweisen.
Daher wurde wenigstens eins der oben beschriebenen Ele­ mente mit einem Anteil von 0,02 Gew.-% bis 1,00 Gew.-% hinzugefügt.
2) Co (Kobalt), Fe (Eisen), Cr (Chrom), Ni (Nickel), Mn (Mangan), Cu (Kupfer)
Diese Übergangsmetallelemente sind notwendig, um eine intermetallische Verbindung wie Ti2Co, TiFe, TiCr2, Ti2Ni, TiMn, oder Ti2Cu herzustellen.
Es ist notwendig, wenigstens ein Element dieser unter (2) beschriebenen Elemente mit einem Gesamtanteil von 0,1 Gew.-% oder mehr hinzuzufügen, um die intermetalli­ sche Verbindung zu erzeugen.
In einem Fall, indem das Element mit mehr als 3,0 Gew.-% hinzugefügt wurde, wurden jedoch die Duktilität und Bearbeitbarkeit des Materials durch die gebildete intermetallische Verbindung reduziert.
Zusätzlich wird in einem Fall, indem die Titan(Ti)- Legierung eine Basis bereitstellt und die Ausgewählte dieser Legierungen einen Anteil von mehr als 3,0 Gew.-% aufweist, die Heißbearbeitbarkeit durch die erzeugte intermetallische Verbindung reduziert. Daher wurde wenigstens ein Element mit einem Anteil von 0,1 Gew.-% bis 3,0 Gew.-% hinzugefügt.
3) La (Lanthan), Ce (Cer), Pr (Praseodym), Nd (Neodym), Sm (Samarium), Gd (Gadolinium), Tb (Terbium), Dy (Dysprosium), Ho (Holmium), Er (Erbium), und Y (Ytterium)
Diese Elemente der Gruppe der seltenen Erden dienen zur Unterdrückung einer Diffusion des Sauerstoffmischkri­ stalles aus dem Inneren eines festen Körpers zu der Oberfläche durch das Binden des Sauerstoffmischkristal­ les in dem Material als eine Oxidation durch eine inne­ re Oxidation.
Solche Wirkungen können dadurch hergeleitet werden, daß nur La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, oder Y ver­ einzelt oder in der Form eines Mesh-Metalls einer kom­ plexen Verbindung hinzugefügt werden. Wird ein Gesamt­ anteil an 0,02 Gew.-% oder mehr hinzugefügt, kann eine wirksame Erzielung sichergestellt werden. Werden jedoch ein oder mehrere Elemente mit einem Gesamtanteil von mehr als 0,50 Gew.-% hinzugefügt, bewirkt eine ge­ trennte Oxidation (Ausfällung), daß eine Duktilität und Heißbearbeitbarkeit reduziert werden.
Daher wurde wenigstens eines der in (3) beschriebenen Elemente mit einem Anteil von 0,02 Gew.-% bis 0,50 Gew. -% hinzugefügt.
4) C
Ist C (Kohlenstoff) fest in dem Material gelöst, ist es notwendig, C so weit wie möglich zu reduzieren, um zu verhindern, daß C Sauerstoff in einem übrigbleibenden Gas, das über der Oberfläche diffundiert ist bzw. fein verteilt, bindet, um CO-Gas zu erzeugen. In dem Fall, daß der Anteil unter 0,05 Gew.-% liegt, beeinflußt die CO-Gasentladungsmenge, aufgrund der Diffusion von dem Inneren des festen Körpers, unter dem Vakuumdruck zwi­ schen 10-11 und 10-12 Torr kaum.
Daher wurde der Anteil an C auf 0,05 Gew.-% oder weni­ ger begrenzt.
5) N
Ist N (Stickstoff) fest in dem Material gelöst, ist es in der Oberfläche diffundiert und wird zu N2-Gas und kann ausströmen.
Unter dem Vakuumdruck zwischen 10-11 und 10-12 Torr, konnte eine wesentliche Verringerung des Vakuumdrucks durch das N2-Gas jedoch nicht bemerkt werden, wenn der Anteil an N 0,05 Gew.-% oder weniger betrug.
Daher wurde der Anteil an N auf 0,05 Gew.-% oder weni­ ger begrenzt.
6) O
Da O (Sauerstoff) eine hohe feste Löslichkeit in dem Fall der Titanlegierung aufweist, ist O eine Beimen­ gung, die eine wesentliche Handhabung erfordert, im Hinblick auf die Gasentladung in der Vakuumatmosphäre.
Der O (Sauerstoff) Mischkristall in dem Material wird in der Form von O2 von der Oberfläche abgegeben, so daß eine Reduktion des Vakuumdrucks bewirkt wird.
Daher wird O (Sauerstoff) durch die Zugabe eines oder mehrerer Elemente von La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Tb, Ho, Er, und Y, wie oben beschrieben, gebunden. Überschreitet der Anteil an O 0,08 Gew.-% in dem Fall, daß die Titanlegierung das Basismaterial bereitstellt, wird die Warmbearbeitbarkeit jedoch aus den gleichen Gründen reduziert.
Daher wurde der Anteil an O auf 0,08 Gew.-% oder weni­ ger begrenzt.
7) Al (Aluminium)
Es ist wirkungsvoll, durch Al die Festigkeit des Mate­ rials zu erhöhen, ohne daß durch eine kleine Zugabe von Al eine Gasentladungseigenschaft und eine Kaltbearbeit­ barkeit wesentlich geändert wird.
Dessen Wirkung wird insbesondere groß, wenn Al mit mehr als 0,2 Gew.-% hinzugefügt wird. Wird jedoch mehr als 1,5 Gew.-% Al hinzugefügt, wird ein Kaltformverände­ rungsvermögen reduziert, so daß es schwierig wird, den Vakuumbehälter oder dessen Bauteil zu bearbeiten. Es ist erwünscht, daß Al mit einem Anteil von 0,2 Gew.-% bis 1,5 Gew.-% hinzugefügt wird, wenn die Kaltbearbeit­ barkeit berücksichtigt wird.
Obwohl es möglich ist, die Festigkeit mit einer Zugabe von Al von mehr als 1,5 Gew.-% zu verbessern, wird die Warmbearbeitbarkeit bei mehr als 9,5 Gew.-% reduziert. Daher ist es notwendig Al mit einem Anteil von 1,5 Gew.-% bis 9,5 Gew.-% hinzuzufügen.
8) Ti (Titan)
Ti besitzt überragende Eigenschaften und ist leicht (geringe relative Schwerkraft). Ti wird als das Materi­ al des übrigen Teils des Superhochvakuumbehälters ver­ wendet.
Des weiteren ist in einem Fall, indem eine Titanlegie­ rung das Basismaterial bereitstellt, eine besondere Grenze für die zu dieser hinzuzufügenden Titanlegierung vorgesehen. Die Basis kann α-Legierung, nahe α-Legie­ rung, α- + β-Legierung oder β-Legierung umfassen.
Wenn eine dieser Legierungen als das Basismaterial und die oben beschriebenen Elemente der Zusatzelementenrei­ hen verwendet werden, weist das Bauteil, welches für die Superhochvakuumdruckanwendung geeignet ist, mit der Titanlegierung eine überlegene Gasentladungseigenschaft ohne Reduktion der Warmbearbeitbarkeit auf.
Die Titanlegierung umfaßt α- und nahe α-Legierung; Ti - 0,3 Mo - 0,8 Ni, Ti - 5Al - 2,5 Sn, Ti - 5Al - 2,5 Sn - ELI, Ti - 8 Al - 1 Mo - 1 V, Ti - 6 Al - 2 Sn - 4 Zr - 2 Mo, Ti - 6 Al - 2 Nb - 1 Ta - 0,8 Mo, Ti - 2,25 Al - 11 Sn - 5 Zr - 1 Mo, Ti - 5 Al - 5 Sn - 2 Zr - 2 Mo; umfaßt (α- + β-Legierung; Ti - 6 Al - 4 V, Ti - 6 Al - 4 V - ELI, Ti - 6 Al - 6 Al - 2 Sn, Ti - 8 Mn, Ti - 7 Al - 4 Mo, Ti - 6 Al - 2 Sn - 4 Zr - 6 Mo, Ti - 5 Al - 2 Sn - 2 Zr - 4 Mo - 4 Cr, Ti - 6 Al - 2 Sn - 2 Zr - 2 Mo - 2 Cr, Ti - 10 V - 2 Fe - 3 Al, Ti - 3 Al - 2,5 Vr - 2 Mo - 2 Cr, Ti - 10 V - 2 Fe - 3 Al, Ti - 3 Al - 2,5 V; umfaßt β-Legierung; Ti - 13 V - 11 Cr - 3 Al, Ti - 8 Mo - 8 V - 2 Fe - 3 Al, Ti - 3 Al - 8 V - 6 Cr - 4 Mo - 4 Cr, Ti - 11,5 Mo - 6 Zr - 4,5 Sn, und andere mit Ti0,80∼0,45 Nb0,20∼0,55.
Fig. 1 bis 5 zeigen ein Beispiel des Superhochvaku­ umbehälters, auf welchen die vorliegende Erfindung an­ wendbar ist.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Superhochvaku­ umdruckbehälter 1 weist einen hohlen Gehäusebereich 1a auf, eine große, mittlere und kleinere Anzahl von Flanschwellenkupplungen 1b, welche in dem hohlen Gehäusebereich 1a mittels Schweißen integriert sind.
Zum Beispiel besitzt der Gehäusebereich 1a ein platten­ artiges Ausgangsmaterial, gebildet durch ein U - O Bie­ geformen in eine zylindrische Form, geschweißt mit ei­ nem elektronischen Strahlschweißen und ausgebildet mit einer großen, mittleren und kleineren Anzahl von Flanschbefestigungsöffnungen. Zusätzlich sind die flanschförmigen Wellenkupplungen in eine flaschartige zylindrische Form mittels plastischer Bearbeitung und Schneiden hergestellt. Anschließend werden der ge­ trennte Gehäusebereich 1a (Behälterhauptkörper) und die getrennten flanschförmigen Kupplungen 1b ineinander in­ tegriert, so daß ein Elektronenstrahlschweißen ein Ein­ dringen einer Außenfläche des Behälters in das innere des Gehäuses(Behälter)bereichs unter einer Atmosphäre eines Vakuumdrucks unterhalb von 1 · 10-3 Torr bewirkt.
Eine Vielzahl von Bolzenöffnungen 1d, welche in eine Kuppelungsoberfläche 1c eindringen, sind in der flanschförmigen Wellenkupplung 1d ausgebildet, wie in den Fig. 3 bis 5 dargestellt.
Auf der Kupplungsfläche 1c, ist ein ringförmiger Mes­ serschneidenbereich 1e ausgebildet, um so eine bevor­ zugte Vakuumabdichtung bereitzustellen. Es ist er­ wünscht, daß eine Schicht von 0,01 µm bis 2,00 µm her­ gestellt aus Au auf einer Oberfläche des Messerschnei­ denbereiches 1e oberflächenbehandelt wird, um die Oxi­ dation zu verhindern, z. B., unter Verwendung einer Sputterdiffusion.
Gleichermaßen wird eine Oberflächenbehandlung mit TiN (Titannitrid) zur Verhinderung der Oxidation und des Verschleißes der Oberfläche vorzugsweise auf der Ober­ fläche des Messerkantenbereiches 1e durchgeführt.
Zusätzlich kann als ein Abdichtungsmaterial, welches den Messerkantenbereich 1e berührt, ein hochreines Ti verwendet werden, der Verunreinigungsgehalt des Ti wird festgelegt durch, O: 0,08 Gew.-% oder weniger; H: 0,001 Gew.-% oder weniger; Fe: 0,042 Gew.-% oder weniger; C: 0,006 Gew.-% oder weniger; C: 0,006 Gew.-% oder weniger; und N: 0,005 Gew.-% oder weniger.
Des weiteren wird auf wenigstens einem Teil der Außen­ fläche des Behälters 1, vorzugsweise entweder eine Oxi­ dationsschicht oder eine Stickstoffschicht aufgebracht.
Wirkung
In dem Fall, daß ein rostfreier Stahl herkömmlicherweise als das Ausgangsmaterial des Superhochvakuumbehälters verwendet wurde, wird ein in dem Inneren des Vakuumbehälters verblei­ bendes Gas gebildet durch: ein Oxidationsgas, welches fest in dem rostfreien Stahl gelöst ist; ein Wasserstoffgas, wel­ ches in einer Matrixgrenzfläche und einem Zwischenbereich eingeschlossen ist; und CO und CO2-Gase, die mit dem Kohlen­ stoff des Stahls verbunden sind, mit einem in einer Oberflä­ chenschicht verbleibenden Sauerstoff.
Da auf der anderen Seite das Bauteil, welches für den Super­ hochvakuumdruck geeignet ist, solcher Art ist, daß zu der Titanlegierung mit reduziertem C, N, und O, ein Metall der Platinreihe aus Pd, ein Übergangsmetall aus Co, und ein Ele­ ment der Reihe der seltenen Erden wie Y oder Mesh-Metall mit einer vorherbestimmten Menge hinzugefügt werden, kann die Gasentladung unterdrückt werden und das Binden des übrig­ bleibenden Gases kann vorzugsweise durch den folgenden Me­ chanismus durchgeführt werden, wenn das Bauteil, welches für Superhochvakuumdruckanwendungen geeignet ist, als Ausgangs­ material für den Superhochvakuumbehälter verwendet wird.
  • 1) Das Ausströmen des Sauerstoffes von dem Inneren der Ti­ tanlegierung, welche das für den Superhochvakuumdruck geeignete Bauteil bildet, wird gebunden und im Inneren des Materials in der Form von Oxiden mittels der Ele­ mente der Reihe der seltenen Erden wie Y oder dem Mesh- Metall reduziert.
  • 2) H2-Gas wird von der Oberfläche des Materials in der Form von Wasserstoffatomen mittels einer katalytischen Wirkung der Metalle der Platinreihe wie Pd auf dem H2-Gas-Gitterplatz adsorbiert.
  • 3) Die adsorbierten H-Atome werden fest mittels der inter­ metallischen Verbindung (TiO2Co) gebunden, welche eine hohe Wasserstoffeinschließfähigkeit, wie Titan (Ti) und Co, aufweisen.
Da auf der anderen Seite geeignete Mengen der jeweiligen hinzugefügten Elemente, welche eine Gasentladungseigen­ schaft für das Bauteil bereitstellen, welche für die in der vorliegenden Erfindung verwendete Superhochvakuumdruckanwen­ dung geeignet ist, kann ein Bauteil, welches für die Super­ hochvakuumdruckanwendung geeignet ist und durch die Titanle­ gierung gebildet wird, mit einer bevorzugten Kaltverformung erzielt werden.
Wird des weiteren Al mit einem Anteil von 9,5 Gew.-% oder weniger hinzugefügt, bewirkt eine Versteifung des Al Misch­ kristalls, daß die Titanlegierung eine bevorzugte Warmbear­ beitbarkeitseigenschaft bereitstellt und die Festigkeit kann ohne einen Verlust der Gasentladungseigenschaft, verbessert werden. Wird des weiteren Al mit einem Anteil von 1,5 Gew.-% oder weniger hinzugefügt, wird die Versteifung des Al Misch­ kristalls bevorzugt, und dessen Festigkeit wird ohne Verlust der Gasentladungseigenschaft verbessert.
Des weiteren stellt in dem Fall, daß die Titanlegierung ein Basismaterial bereitstellt und die Zugabe der Reihenelemente verwendet wird, das Bauteil des Superhochvakuumbehälters ei­ ne überragende Gasentladungseigenschaft bereit, und trägt nicht zu der Reduktion der Warmbearbeitbarkeit bei.
Erste Ausführungsform
Nachdem die Legierungen der in der Tabelle 1 und 2 beschrie­ benen Zusammensetzung in einem durch einen Lichtbogen­ schmelzofen gelöst wurden und dem Heißwalzen und thermischen Verarbeitungen unterzogen wurden, wurden verschiedene Arten von Untersuchungen durchgeführt.
Nr. 1 bis Nr. 9 aus Tabelle 1 betreffen eine erste bevor­ zugte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
Nr. 10 bis Nr. 18 aus Tabelle 2 betreffen ein Vergleichsbei­ spiel 1. Nr. 19 aus Tabelle 2 war ein Referenzbeispiel der ersten Ausführungsform.
Nr. 20 aus Tabelle 2 ist ein herkömmliches Beispiel 1 in dem Fall, daß das Bauteil von einem austenitischen rostfreiem Stahl gebildet wird.
Für diese verwendeten Proben wurden die Gasentladungsei­ genschaft und die mechanischen Eigenschaften ermittelt.
Um die Gasentladungseigenschaft zu ermitteln, wurde ein Temperatur-Hoch-Desorptionssystem (TDS) verwendet, um die Proben zu erhöhen und zu erwärmen, um so ein Backen darzu­ stellen, und anschließend, wurde die Entladungsgeschwin­ digkeit des Gases bei einer Raumtemperatur ermittelt. Es wird festgehalten, daß die Gasentladungsgeschwindigkeit ermittelt wurde, durch eine gemessene Festigkeit aus einem vierfachen Polmassenanalysator (QMS) multipliziert mit einem Empfindlichkeitskoeffizienten für jede Luft, und dem Evaku­ ierungsgeschwindigkeit für jede Luft und ein Verhältniswert in bezug auf den Referenzwert des herkömmlichen Beispieles aus Nr. 20 wurde angegeben.
Des weiteren wurde für einen Teil der Proben ein Plattenma­ terial als eine Probe durch ein VAR Blockmaterial verwendet. Ein kleiner Superhochvakuumbehälter 1 mit der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Struktur wurde hergestellt, so daß ein Überprüfen des erreichten Vakuumdrucks mittels einer turbo­ molekularen Pumpe (180 l/s) durchgeführt wurde.
Zusätzlich wurde in dem Fall, daß die mittels kalter plasti­ scher Verformung hergestellte flanschförmige Wellenkupplung 1b berücksichtigt wird, wurde ein begrenzender Biegetest für die Proben durchgeführt, als ein Index der Kaltverformbar­ keit ermittelt und durch einen Biegefaktor gebogener Radi­ us/Plattendicke angegeben.
Des weiteren wurde eine Zugfestigkeit für jede Probe ermit­ telt, um die Zugfestigkeiten miteinander zu vergleichen. Ta­ belle 3 und Tabelle 4 zeigen die Resultate der Untersuchun­ gen für jede Probe.
Wie aus Tabelle 3 deutlich wird, wiesen die Proben Nr. 1 bis Nr. 9 in der ersten Ausführungsform 1 eine Gasentladungs­ eigenschaft von H2, CO + N2, CO2, von 1/10 oder weniger im Vergleich mit denen des austenitischen rostfreien Stahles Nr. 20 auf. Insbesondere CO + N2-Gase der Massenzahl 28 ent­ wichen nur wenig. Zusätzlich war die Kaltverformbarkeit extrem hoch und kein Riß wurde bei einem Biegeradius identisch der oder nahe der Plattendicke erzeugt.
Des weiteren waren für die Proben Nr. 1, 3, 4, 6, 8 und 9, zu denen Al in einem Bereich von 1,5 Gew.-% hinzugefügt wur­ den, die die Zugfestigkeiten angebenden Werte so hoch, daß sie 45 Kgf/mm2 überschritten.
Auf der anderen Seite wurde bestätigt, daß für die Proben Nr. 10 bis Nr. 19, und das Vergleichsbeispiel 1 die Gasent­ ladungseigenschaft oder Bearbeitbarkeit gering war.
Obwohl die Probe Nr. 10 ein Beispiel war, bei welchem eine Menge des Metalls der Platingruppe geringer war als der in der vorliegenden Erfindung angegebene Bereich, war die Kalt­ bearbeitbarkeit überragend, die Gasentladungseigenschaft war jedoch nicht so überragend.
Obwohl die Probe Nr. 11 ein Beispiel war, bei welchem das Metall der Platingruppe im Übermaße hinzugefügt wurde, den in der vorliegenden Erfindung angegebenen Bereich über­ schreitend und eine überragende Gasentladungseigenschaft aufwies, wurde bestätigt, daß die Probe Nr. 11 eine schlechte Kaltbearbeitbarkeit aufwies, denn der Biegefaktor betrug 5,5.
Die Proben Nr. 12 und Nr. 13 waren Beispiele, bei denen die Menge der Übergangsmetalle außerhalb des in der vorliegenden Erfindung angegebenen Bereiches lagen. Im Detail, bei der Probe Nr. 12, bei welcher das Übergangsmetall in einer den in der vorliegenden Erfindung angegebenen Bereich über­ schreitenden Anteil hinzugefügt wurde, lag eine verringerte Bearbeitbarkeit vor. In dem Fall der Probe Nr. 13, bei wel­ cher der Anteil des Übergangsmetalls niedriger war als der in der vorliegenden Erfindung angegebene Bereich, wurde bestätigt, daß die Gasentweichungsgeschwindigkeit nicht wesentlich niedriger war als die des rostfreien Stahles aus Nr. 20.
Die Proben Nr. 14 und Nr. 15 waren Beispiele, bei welchen die Mengen der Elemente der Gruppe der seltenen Erden umfas­ send Y außerhalb des in der vorliegenden Erfindung angegebe­ nen Bereiches lagen.
Bei der Probe Nr. 14 entwich ein Gasbestandteil, umfassend Sauerstoff, wesentlich und eine Gasentladungseigenschaft im wesentlichen gleich der in dem Fall eines rostfreien Stahles, wurde erzielt.
Bei der Probe Nr. 15 wurde aufgrund des gebildeten Oxides die Bearbeitbarkeit reduziert und die Gasentladungseigen­ schaft verschlechtert.
Die Proben Nr. 16, Nr. 17 und Nr. 18 waren Beispiele, bei denen C, N, und O in Mengen enthalten waren, die den in der vorliegenden Erfindung angegebenen Bereich überschritten.
In jedem Fall wurde die Gasentladungseigenschaft wesentlich reduziert, auf im wesentlichen das gleiche wie in dem Fall des rostfreien Stahles.
Des weiteren war die Probe Nr. 19 ein Beispiel, bei welchem der Anteil an Al einen notwendigen Bereich zur Sicherung der Kaltbearbeitbarkeit überschritt. Obwohl die Gasentladungs­ eigenschaft überragend war, war die Kaltverformungsfähigkeit verringert.
Als ein Resultat der Probe, mit welchem ein Superhochvakuum­ behälter (⌀ 200 · 300) unter Verwendung des Materials Nr. 1 der ersten Ausführungsform gefertigt wurde, wurde ein Super­ hochvakuumdruck von 6,8 · 10-11 Torr mittels der Turbopumpe mit 180 l/s erzielt.
Dieses Resultat zeigt, daß ein wesentlicher Unterschied von 1,0 · 10-8 Torr in dem Fall besteht, daß der Superhochvaku­ umbehälter aus rostfreiem Stahl gefertigt ist. Es wurde des weiteren bemerkt, daß das in der vorliegenden Erfindung ver­ wendete Bauteil, welches für Superhochvakuumbehälteranwen­ dungen geeignet ist, überragende Gasentladungseigenschaften besitzt. Es wird festgehalten, daß die Experimente der erreichten Vakuumdrucke nach dem Backen bei 200°C für 72 Stunden und nach einem 24stündigen Abkühlen bei Raumtempe­ ratur, durchgeführt wurden.
Zweites Beispiel 2, Vergleichsbeispiel 2
Bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform und bei dem Ver­ gleichsbeispiel 2, wurde die Titanlegierung als ein Basisma­ terial verwendet, die Legierung umfaßte die hinzugefügten Elemente mit Ausnahme von Al. Die Legierung, welche die in den Tabellen 5 und 6 dargestellte Zusammensetzung aufwies, wurde in dem Lichtbogenlösungsofen in der Form von Knopfbar­ ren gelöst, und nachdem Warmwalzen und thermische Verfah­ rensschritte durchgeführt waren, wurden verschiedene Unter­ suchungen durchgeführt.
Es wird festgehalten, daß die Proben Nr. 21 bis Nr. 25 die Resultate der Experimente im Fall der zweiten bevorzugten Ausführungsform angeben. Die Proben Nr. 26 bis Nr. 34 aus Tabelle 6 sind Vergleichsbeispiele 2, und die Probe Nr. 35 ist ein herkömmliches Beispiel eines austenitischen rost­ freien Stahls, dargestellt in den Fig. 11(A) bis 11(C).
Es wird angemerkt, daß für diese Proben die Gasentladungs­ eigenschaft und die mechanischen Eigenschaften angegeben wurden.
Für die Untersuchung der Gasentladungseigenschaft wurden die gleichen Werte auf dem gleichen Weg verwendet, wie im Fall der ersten Ausführungsform 1 und für einen Teil der Proben wurde die Gasentladungseigenschaft anhand von Proben er­ mittelt, geformt aus dem Plattenmaterial durch den VAR Rohblock und der kleine Superhochvakuumbehälter 1 wurde mit der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Struktur hergestellt und die Untersuchungen wurden unter Verwendung der turbomo­ lekularen Pumpe (800 l/s) durchgeführt.
Zusätzlich zu der Herstellung der flanschförmigen Wellen­ kupplung 1b durch Schneiden unter Verwendung einer Drehma­ schine und/oder Fräsmaschine, die berücksichtigt wurde, wurde ein Maß der Rißbildung der Proben nach dem Warmwalzen ermittelt, als ein Index der Warmbearbeitbarkeit und eine Ermittlung der Warmbearbeitbarkeit wurde durchgeführt.
Diese Resultate sind in der Tabelle 7 und Tabelle 8 darge­ stellt.
Wie aus Tabelle 7 deutlich wird, weisen die Proben Nr. 21 bis Nr. 25 der zweiten Ausführungsform 2 eine Gasentladungs­ geschwindigkeit von 1/10 auf, wie in dem Fall, daß die Probe ein austenitisches rostfreies Stahl Nr. 35 war, für jedes der Gase H2, CO + N2 und CO2.
Insbesondere CO + N2-Gase wurden mit einer sehr geringen Menge der Massenzahl 28 bereitgestellt. Zusätzlich war die Warmformveränderung bevorzugt und sofern Rißbildung auftrat, lag dessen Länge innerhalb 1 cm.
Es wurde bestätigt, daß bei den Proben Nr. 26 bis Nr. 34 die Gasentladungseigenschaft und die Warmbearbeitbarkeit schlecht waren.
Die Probe Nr. 26 war ein Beispiel, bei welchem die Menge des Metalls der Platingruppe geringer war als der in der vorlie­ genden Erfindung angegebene Bereich und es wurde bestätigt, daß, obwohl dessen Warmbearbeitbarkeit überlegen war, die Gasentladungseigenschaft nicht schlecht war.
Die Proben Nr. 27, 28 und 30 zeigen, daß die Zusammensetzung der Metalle der Platingruppe, des Übergangsmetalls, und des Elementes der Reihe der seltenen Erden den in der vorliegen­ den Erfindung angegebenen Bereich überschreiten. Obwohl sie jedoch bevorzugte Gasentladungseigenschaften zeigten, war jedoch der Anteil an Rissen hoch und sie ließen sich nur schlecht warm bearbeiten.
Die Proben Nr. 32, 33 und 34 waren Beispiele, bei welchen C, N und O Anteile besaßen, die die in der vorliegenden Erfin­ dung angegebenen Bereiche überschritten. In jedem Fall wurde bestätigt, daß die Gasentladungsgeschwindigkeit wesentlich reduziert war, im Vergleich mit dem rostfreien Stahl.
Tabelle 9 zeigt die Resultate der Proben der Superhochvaku­ umbehälter (⌀ 200 · 300) 1 mit den in den Fig. 8(A) bis 10(C) dargestellten Abdichtungsstrukturen, die unter Verwen­ dung der Turbopumpe (180 l/s) auf einen hohen Vakuumdruck evakuiert wurden.
Die Fig. 10(A) bis 10(C) zeigen ein Beispiel der Abdich­ tungsstruktur des in Tabelle 9 dargestellten Vergleichsbei­ spiels. Wie in den Fig. 10(A) bis 10(C) dargestellt, wurde eine ringförmige einzelne Messerkante 1e auf einer Abdich­ tungsfläche 1c ausgebildet, ein spitzes Ende R (Krümmungs­ radius) des Dichtungskantenbereichs 1e wurde gebildet um 0,1 anzugeben und der Neigungswinkel R7A der Außenseite des Messerkantenbereichs 1e betrug 30° und der Neigungswinkel R7B des Inneren des Messerkantenbereichs 1e betrug 20°.
Wie aus Tabelle 9 deutlich wird, wurde in einem Fall, in dem die Abdichtungsstruktur jeder der Fig. 6(A) bis 10(C) ein­ gesetzt wurde, bei 6 · 10-11 Torr kein Gasleck gebildet. Ein kleines Gasleck wurde jedoch nicht gebildet in dem Fall, daß die Abdichtungsstruktur aus Fig. 9(A) bis 9(C) eingesetzt wurde.
In dem Fall, daß ein erreichter Vakuumdruck relativ groß war, betrug der Unterschied zu dem Fall, daß ein Superhoch­ vakuumbehälter aus dem gleichen rostfreien Stahl hergestellt wurde, bis 1,0 · 10-8 Torr.
Die Experimente des Erreichen des Vakuumdruckes wurden durchgeführt, nachdem das Erwärmen auf 270°C für 48 Stunden beendet war und nach der Abkühlung für 24 Stunden auf Raum­ temperatur.
Tabelle 10 zeigt die Ergebnisse der Experimente, bei welchen die Superhochvakuumbehälter (⌀ 200 · 300) 1 mit den in den Fig. 6(A) bis 10(C) dargestellten Abdichtungsstrukturen versehen wurden, unter Verwendung der Materialien Nr. 21 bis Nr. 24 der zweiten Ausführungsform 2, welche unter Verwen­ dung der Turbomolekularpumpe (180 l/s) evakuiert wurden.
Wie in Tabelle 10 dargestellt, wurde bei einem Vakuumdruck von 6 · 10-11 Torr kein Gasleck erzeugt, wenn die in den Fig. 6(A) bis 10(C) dargestellten Abdichtungsstrukturen eingesetzt wurden. In dem Fall, daß die in den Fig. 10(A) bis 10(C) dargestellte Abdichtungsstrukturen verwendet wur­ den, wurde jedoch ein kleines Gasleck oder dergleichen er­ zeugt.
Wie in Tabelle 10 dargestellt, war der erreichte Vakuumdruck sehr hoch im Vergleich mit dem Fall, daß der rostfreie Stahl als Bauteil des Superhochvakuumbehälters mit einem Vakuum­ druck von mehr als 1,0 · 10-8 Torr verwendet wurde.
Die Untersuchungen der erreichten Vakuumdrucke wurden durch­ geführt nach dem Erwärmen auf 370°C für 48 Stunden und nach dem Abkühlen für 24 Stunden auf Raumtemperatur.
Es sollte festgehalten werden, daß die in den Fig. 6(A) bis 10(C) dargestellten Abdichtungsstrukturen für den in Fig. 1 dargestellten Vakuumbehälter geeignet sind.
Wie in den Fig. 6(A) bis 6(C) dargestellt, sind eine Viel­ zahl von Bolzenöffnungen 1d, welche die Abdichtungsfläche 1c durchdringen, in jeder flanschförmigen Wellenkupplung 1d ausgebildet. Doppelmesserkantenbereiche 1e, 1f in Ringform sind konzentrisch auf der Abdichtungsfläche 1c ausgebildet, um so eine dichte Abdichtungsstruktur bereitzustellen. An­ schließend werden spitze Enden R (Krümmungsradius) der Mes­ serkantenbereiche 1e, 1f gebildet um 0,06 anzugeben, ein äu­ ßerer Neigungswinkel des äußeren Messerkantenbereiches 1e entspricht 30° und ein innerer Neigungswinkel R3C ent­ spricht 20°C. Zusätzlich wird ein innerer Neigungswinkel R3D mit 30° angegeben.
Es wird bevorzugt, daß wenigstens eine Oberfläche jedes Mes­ serkantenbereichs 1e, 1f mit einer Au-Schicht oder Ag- Schicht mit einer Dicke im inneren Bereich von 0,01 µm bis 2,00 µm behandelt wird, z. B. mittels einer Sputterdiffusion, um Oxidation zu verhindern.
Es ist des weiteren bevorzugt, daß wenigstens eine Oberflä­ che jedes Messerkantenbereichs 1e, 1f mit TiN behandelt wird, um Oxidation oder Verschleiß zu verhindern. Als eine Dichtungsmanschette oder eine Dichtung, welche unter Druck an den Messerkantenbereichen 1e, 1f befestigt wird, kann ein hochreines Ti mit O: 0,042 Gew.-% oder weniger, H: 0,001 Gew.-% oder weniger, Fe: 0,042 Gew.-% oder weniger, C: 0,006 Gew.-% oder weniger, N: 0,005 Gew.-% oder weniger oder al­ ternativ ein Kupfer ohne Sauerstoff verwendet werden. Des weiteren wird bevorzugt, daß eine Oberflächenbehandlung mit Au oder Ag auf der Oberfläche der Dichtungsmanschette durch­ geführt wird.
Auf wenigstens einem Teil der Außenfläche des Vakuumbehäl­ ters, kann eine Oberflächenschutzschicht angebracht werden, welche zwischen einer Oxidationsschicht und einer Nitrier­ schicht ausgewählt wird.
Die Fig. 7(A) bis 7(C) zeigen ein anderes Beispiel der Ab­ dichtungsstruktur.
Doppelte Messerkantenbereiche 1e, 1f in Ringform, werden konzentrisch in der Abdichtungsoberfläche 1c gebildet, um die dichte Abdichtungsstruktur bereitzustellen.
Die spitzen Enden R der Messerkantenbereiche 1e, 1f wurden gebildet, um 0,03 zu betragen, wobei der äußere Neigungswin­ kel R4A des äußeren Messerkantenbereiches 1e 20° betrug und der innere Neigungswinkel R4B 30°.
Ein äußerer Neigungswinkel R4C des inneren Messerkantenbe­ reiches 1f beträgt 20° und der innere Neigungswinkel R4D 30°. Eine geeignete Oberflächenbehandlung kann auf die glei­ che Weise durchgeführt werden, wie in den Fig. 6(A) bis 6(C) dargestellt.
Fig. 8(A) bis 8(C) zeigen noch andere Beispiele der Ab­ dichtungsstruktur.
In dem Fall des in Fig. 8(A) bis 8(C) dargestellten Bei­ spieles betragen die spitzen Enden R der Messerkantenberei­ che 1e und 1f 0,1, wobei der äußere Neigungswinkel R5A 30° beträgt und der innere Neigungswinkel R5B 20° beträgt. Des weiteren beträgt der äußere Neigungswinkel R5C des inneren Messerkantenbereiches 1f 30° und der innere Neigungswinkel R5D 20°.
Es ist möglich, eine Oberflächenbehandlung auf die gleiche Art und Weise wie in Fig. 6(A) bis 6(C) dargestellt, durchzuführen.
Fig. 7(A), 7(B), und 7(C) zeigen noch andere Beispiele der Abdichtungsstruktur.
Die spitzen Kanten R der Messerkantenbereiche 1e, 1f betra­ gen 0,03, wobei der äußere Neigungswinkel R6A an dem äuße­ ren Messerkantenbereich 1e 35° beträgt und der innere Nei­ gungswinkel R6B 25° und wobei der äußere Neigungswinkel R6C des inneren Messerkantenbereiches 1f 35° beträgt und der innere Neigungswinkel R6D 25°.
Eine geeignete Oberflächenbehandlung kann möglicherweise auf die gleiche Weise wie in der Fig. 6(A) bis 6(C) darge­ stellt, durchgeführt werden.
Es wird des weiteren festgehalten, daß die Fig. 11(A) bis 11(C) ein herkömmliches Beispiel zeigen, bei welchem rost­ freier Stahl als Bauteil der Abdichtungsstruktur verwendet wurde.
Bei den Fig. 11(A) bis 11(C) wurde nur ein einzelner kreisrunder Messerkantenbereich 1e auf der Abdichtungsfläche 1c ausgebildet. Ist ein großer Unterschied zwischen dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Behälterelementes und der Abdichtungsmanschette 2 vorhanden (wenn z. B. der thermische Ausdehnungskoeffizient der Abdichtungsmanschette 2 größer ist als der des Behälterelementes 1) wird eine Spalte oder eine Öffnung S gebildet, so daß sich ein Gasleck bildet, wenn der Vakuumbehälter, wie in Fig. 11(A) aufge­ baut wird, und wenn das Erwärmungsverfahren, wie in Fig.11(B) dargestellt, durchgeführt wird, und wenn der abgekühlte Zustand resultiert, wie in Fig. 11(C) dargestellt.
Auf der anderen Seite ist in den Fig. 12(A) bis 12(C) die Abdichtungsstruktur für den Fall der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Da, wie in den Fig. 12(A) bis 12(C) dargestellt, wenig­ stens doppelte Messerkantenbereiche 1e, 1f konzentrisch auf der Abdichtungsfläche 1c ausgebildet sind, bildet sich keine Öffnung, auch wenn ein großer Unterschied zwischen dem ther­ mischen Ausdehnungskoeffizienten des Vakuumbehälterelementes und des Abdichtungsmanschettenelementes 2 vorhanden ist (z. B. wenn der thermische Ausdehnungskoeffizient in dem Fall des Abdichtungselementes 2 größer ist) wenn der Vakuumbehäl­ ter wie in Fig. 12(A) dargestellt zusammengebaut wird, das, wie in Fig. 12(B) dargestellt, Erwärmungsverfahren durchge­ führt wird, und der abgekühlte Zustand in dem Vakuumbehälter vorhanden ist, wie in der Fig. 12(C) dargestellt. Dement­ sprechend tritt kein Gasleck auf und der Superhochvakuum­ druck von 10-10 Torr oder mehr und von 10-11 Torr oder mehr wurde erzielt und beibehalten.
Wie hier beschrieben, kann ein Superhochvakuumbehälter er­ zielt werden, mit einem Vakuumdruck von mehr als 10-10 oder mehr als 10-11 Torr, unter Verwendung eines einfachen Evaku­ ierungssystems wie einer Turbopumpe ohne die Verwendung ei­ ner komplizierten Titansupplemationspumpe oder Kryopumpe. Zusätzlich ist es möglich, einen leichten Vakuumbehälter be­ reitzustellen unter Verwendung des Elementes, welches geeig­ net ist, für die Superhochvakuumdruckanwendung, wobei extrem wenig Gas entweicht. Solch ein Superhochvakuumdruck kann beibehalten werden.
Da die vorliegende Erfindung in bezug auf bevorzugte Ausfüh­ rungsformen beschrieben wurde, um ein besseres Verständnis dieser zu ermöglichen, sollte erkannt werden, daß die Erfin­ dung in verschiedenen Arten dargestellt werden kann, ohne von dem Prinzip der Erfindung abzuweichen. Daher sollte klar sein, daß die Erfindung alle möglichen Ausführungsformen und Veränderungen der dargestellten Ausführungsformen umfaßt, die gebildet werden können, ohne von dem Prinzip der Erfin­ dung, wie in den angefügten Ansprüchen dargestellt, abzuwei­ chen.
Tabelle 9
Tabelle 10

Claims (32)

1. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck, wobei dieses Bauteil umfaßt:
  • a) 0,02 Gew.-% bis 1,00 Gew.-% eines Metalls, ausge­ wählt aus einer Gruppe der Metalle der Platingruppe, bestehend aus: Pd, Pt, Rh, Ru, Re und Os;
  • b) 0,1 Gew.-% bis 3,0 Gew.-%, ausgewählt aus einem Übergangsmetall, ausgewählt aus einer Gruppe beste­ hend aus: Co, Fe, Cr, Ni, Mn, und Cu;
  • c) 0,02 Gew.-% bis 0,50 Gew.-% eines Elementes, ausge­ wählt aus einer Gruppe, bestehend aus: La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er und Y;
  • d) Beimengungselemente, bestehend aus C, N und O, wo­ bei C 0,05 Gew.-% oder weniger beträgt, N 0,05 Gew.-% oder weniger beträgt und O 0,08 Gew.-% oder weni­ ger beträgt; und
  • e) Ti und unvermeidbare Verunreinigungen.
2. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck gemäß Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dieses Bauteil eine flanschförmige Wellenkupplung umfaßt, wobei eine Messerkantenoberfläche der flanschförmigen Wellenkupplung mit Au behandelt ist, um deren Oxidation zu verhindern.
3. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck gemäß Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dieses Bauteil eine flanschförmige Wellenkupplung umfaßt, wobei eine Messerkantenfläche der flanschförmigen Wellenkupplung mit TiN behandelt ist, um deren Oxidation und deren Verschleiß zu verhindern.
4. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck gemäß Anspruch 1, wobei die­ ses Bauteil eine flanschförmige Wellenkupplung umfaßt, und mit einem Dichtungsmanschettenelement versehen ist, wobei das Dichtungsmanschettenelement aus einem hochrei­ nen Ti hergestellt ist, mit einem Anteil an O, von 0,08 Gew.-% oder weniger, an H, von 0,001 Gew.-% oder weni­ ger, an Fe von 0,042 Gew.-% oder weniger, an C, von 0,006 Gew.-% oder weniger und an N, von 0,005 Gew.-% oder weniger.
5. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck gemäß Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß wenigstens ein Teil einer Außenfläche des Vakuumbehälters mit entweder einer Oxidschicht oder einer Nitrierschicht versehen ist.
6. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck gemäß Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dieser Vakuumbehälter einen Behälter­ körper und flanschförmige Wellenkupplungen umfaßt, wobei dieser Behälterkörper und diese flanschförmigen Wellen­ kupplungen ineinander integriert sind mittels einer Schweißverbindung, welche durch das Eindringen einer Au­ ßenfläche dieses Vakuumbehälters durch einen Innenbe­ reich dieses Behälters mittels des Elektronenstrahl­ schweißens durchgeführt wird.
7. Superhochvakuumbehälter mit einem Element, geeignet für einen Superhochvakuumdruck gemäß Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Bauteil des weiteren aus Al be­ steht, wobei Al einen Anteil von 0,2 Gew.-% bis 9,5 Gew.-% aufweist.
8. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck gemäß Anspruch 7, wobei die­ ses Al einen Anteil von 0,2 Gew.-% bis 1,5 Gew.-% auf­ weist.
9. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck, wobei dieser Vakuumbehälter ein Bauteil aufweist, und wobei dieses Bauteil umfaßt;
  • a) wenigstens ein Metall der Platingruppe mit 0,02 Gew.-% bis 1,00 Gew.-%, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Pd, Pt, Rh, Ru, Re und Os;
  • b) wenigstens ein Übergangsmetall mit 0,1 Gew.-% bis 3,0 Gew.-%, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Co, Fe, Cr, Ni, Mn, und Cu;
  • c) wenigstens ein Metall der Gruppe der seltenen Erden mit 0,1 Gew.-% bis 3,0 Gew.-%, ausgewählt aus einer Gruppe aus: La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er und Y;
  • d) Aluminium mit einem Anteil von 0,2 Gew.-% bis 9,5 Gew.-%;
  • e) Beimengungselemente aus C, N und O, wobei C 0,05 Gew.-% oder weniger beträgt, N 0,05 Gew.-% oder we­ niger beträgt und O 0,08 Gew.-% oder weniger beträgt und
  • f) Ti und unvermeidbare Verunreinigungen.
10. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck gemäß Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Al einen Anteil im Bereich von 0,2 Gew.-% bis 1,5 Gew.-% aufweist.
11. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck gemäß Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Bauteil eine flanschförmige Wel­ lenkupplung umfaßt, wobei eine Messerschneidenoberfläche der flanschförmigen Wellenkupplung mit Au behandelt ist, um deren Oxidation zu verhindern.
12. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck gemäß Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dieses Bauteil eine flanschförmige Wellenkupplung umfaßt, wobei eine Messerschneidenober­ fläche der flanschförmigen Wellenkupplung mit TiN behan­ delt ist, um deren Oxidation und deren Verschleiß zu verhindern.
13. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Bauteil eine flanschförmige Wellenkupplung umfaßt und mit einem Dichtungsmanschet­ tenelement versehen ist, wobei dieses Dichtungsmanschet­ tenelement hergestellt ist aus: einem hochreinen Ti mit einem Anteil an O, von 0,08 Gew.-% oder weniger, an H, von 0,001 Gew.-% oder weniger, an Fe von 0,042 Gew.-% oder weniger, an C, von 0,006 Gew.-% oder weniger und an N, von 0,005 Gew.-% oder weniger.
14. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck gemäß Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß wenigstens ein Teil einer Außenfläche des Vakuumbehälters mit entweder einer Oxidschicht oder Nitrierschicht versehen ist.
15. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck gemäß Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dieser Vakuumbehälter einen Behälter­ körper und flanschförmige Wellenkupplungen umfaßt, wobei dieser Behälterkörper und die flanschförmige Wellenkupp­ lung ineinander integriert sind, durch eine Schweißver­ bindung, die durch das Durchdringen einer Außenfläche dieses Vakuumbehälters durch einen inneren Bereich die­ ses Behälters mittels Elektronenstrahlschweißen durchge­ führt ist.
16. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck, wobei dieses Bauteil umfaßt;
  • a) eine Titanlegierung;
  • b) wenigstens ein Metall der Platingruppe mit einem Ge­ halt von 0,02 Gew.-% bis 1,00 Gew.-%, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Pd, Pr, Rh, Re und Os;
  • c) wenigstens ein Metall der Übergangsreihe mit einem Gehalt von 0,1 Gew.-% bis 3,0 Gew.-%, bestehend aus einer Gruppe, bestehend aus: La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er und Y; und
  • d) Beimengungselemente von C, N und O, wobei C 0,05 Gew.-% oder weniger, N 0,05 Gew.-% oder weniger und O 0,08 Gew.-% oder weniger beträgt.
17. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Bauteil wenigstens eine flanschförmige Wellenkupplung umfaßt, wobei eine Messer­ kantenoberfläche der flanschförmigen Wellenkupplung mit Au behandelt ist, um deren Oxidation zu verhindern.
18. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Bauteil ein flanschförmiges Wellenelement umfaßt, wobei eine Messerkantenoberfläche dieses flanschförmigen Wellenelementes mit TiN behandelt ist, um deren Oxidation und Verschleiß zu verhindern.
19. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Bauteil eine flanschförmige Wellenkupplung umfaßt, und mit einem Dichtungsmanschet­ tenelement versehen ist, wobei dieses Dichtungsmanschet­ tenelement aus einem hochreinen Ti hergestellt ist, mit einem Anteil an O von 0,08 Gew.-%, an H von 0,001 Gew.-% oder weniger, an Fe von 0,042 Gew.-% oder weniger, an C von 0,006 Gew.-% oder weniger, und an N von 0,005 Gew.-% oder weniger.
20. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil einer Außenflä­ che des Vakuumbehälters entweder mit einer Oxidschicht oder mit einer Nitrierschicht versehen ist.
21. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Vakuumbehälter einen Behäl­ terkörper und eine flanschförmige Wellenkupplung umfaßt, wobei dieser Behälterkörper und diese flanschförmige Wellenkupplung ineinander integriert sind, durch eine Schweißverbindung, die dadurch ausgeführt wird, daß eine Außenfläche dieses Vakuumbehälters einen inneren Bereich dieses Behälters mittels Elektronenstrahlschweißen durchdringt.
22. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck gemäß Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dieser Vakuumbehälter mit einer Ab­ dichtungsstruktur versehen ist, wobei auf einer Oberflä­ che der Abdichtungsstruktur wenigstens doppelte Messer­ kantenbereiche ausgebildet sind, und wobei ein Dich­ tungsmanschettenelement unter Druck auf wenigstens diese doppelten Messerkantenbereiche befestigt ist.
23. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein Edelmetall verwendet wird, um wenigstens eine Oberfläche dieser Doppelmesserkantenbe­ reiche zu behandeln, die auf einer Abdichtungsfläche der Abdichtungsstruktur ausgebildet sind, um Oxidation zu verhindern.
24. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß TiN verwendet wird, um wenigstens eine Oberfläche des doppelten Messerkantenbereiches zu behandeln, welche auf einer Abdichtungsfläche der Ab­ dichtungsstruktur ausgebildet ist, um Oxidation und Ver­ schleiß zu verhindern.
25. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kupfer ohne Sauerstoff als das Dichtungsmanschettenelement zur Abdichtung verwendet wird, welches an wenigstens diesen doppelten Messerkan­ tenbereichen befestigt ist.
26. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck gemäß Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß ein Edelmetall verwendet wird, um eine Oberfläche des Dichtungsmanschettenelementes zu be­ handeln, um Oxidation zu verhindern.
27. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck gemäß Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vakuumbehälter Abdichtungs­ struktur ein Element umfaßt, wobei dieses Element einen Gehalt aufweist, so daß
  • a) wenigstens ein Metall der Platingruppe mit einem An­ teil von 0,02 Gew.-% bis 1,00 Gew.-%, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Pd, Pt, Rh, Ru, Re und Os;
  • b) wenigstens ein Übergangsmetall mit einem Anteil von 0,1 Gew.-% bis 3,0 Gew.-%, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Co, Fe, Cr, Ni, Mn, und Cu;
  • c) wenigstens ein Element der Reihe der seltenen Erden mit einem Anteil von 0,02 Gew.-% bis 0,50 Gew.-%, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er und Y;
  • d) Beimengungselemente, bestehend aus C, N und O; wo­ bei C einen Gehalt von 0,05 Gew.-% oder weniger auf­ weist, N einen Gehalt von 0,05 Gew.-% oder weniger aufweist, und O einen Gehalt von 0,08 Gew.-% oder weniger aufweist;
  • e) Titan und unvermeidbare Verunreinigungen.
28. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck, gemäß Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vakuumbehälterabdichtungs­ struktur ein Element umfaßt, wobei dieses Element einen Gehalt aufweist von:
  • a) wenigstens einem Metall der Platinreihe mit einem Anteil von 0,02 Gew.-% bis 1,00 Gew.-%, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Pd, Pt, Rh, Ru, Re, und Os;
  • b) wenigstens ein Übergangsmetall mit einem Anteil von 0,1 Gew.-% bis 3,0 Gew.-%, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Co, Fe, Cr, Ni, Mn, und Cu;
  • c) wenigstens ein Element der Reihe der seltenen Erden mit einem Anteil von 0,02 Gew.-% bis 0,50 Gew.-%, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, und Y;
  • d) Al mit einem Anteil von 0,2 Gew.-% bis 9,5 Gew.-%;
  • e) Beimengungselemente an C, N und O, wobei C einen Gehalt von 0,05 Gew.-% oder weniger aufweist, N ei­ nen Anteil von 0,05 Gew.-% oder weniger aufweist, und O einen Anteil von 0,08 Gew.-% oder weniger auf­ weist; und
  • f) Ti und unvermeidbare Verunreinigungen.
29. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck gemäß Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß Al einen Anteil von 0,2 Gew.-% bis 1,5 Gew.-% aufweist.
30. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck, wobei dieses Bauteil eine Abdichtungsstruktur bildet, umfassend:
  • a) eine Titanlegierung;
  • b) wenigstens ein Metall der Platingruppe mit einem An­ teil von 0,02 Gew.-% bis 1,00 Gew.-%, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Pd, Pt, Rh, Ru, Re und Os;
  • c) wenigstens ein Übergangsmetall mit einem Anteil von 0,1 Gew.-% bis 3,0 Gew.-%, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Co, Fe, Cr, Ni, Mn, und Cu;
  • d) wenigstens ein Element der Gruppe der seltenen Erden mit einem Anteil von 0,02 Gew.-% bis 0,50 Gew.-%, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er und Y; und
  • e) Beimengungselemente an C, N und O, wobei C auf 0,05 Gew.-% oder weniger, N auf 0,05 Gew.-% oder weniger, und O auf 0,08 Gew.-% oder weniger begrenzt ist.
31. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck, gemäß Anspruch 30, wobei entweder eine Oxidschicht oder eine Nitrierschicht aus­ gewählt ist, um eine Oberflächenschutzschicht auf wenig­ stens einem Teil der Außenfläche des Vakuumbehälters zu bilden.
32. Superhochvakuumbehälter mit einem Bauteil, geeignet für einen Superhochvakuumdruck gemäß Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Behälter einen Behälterkörper und eine flanschförmige Wellenkupplung umfaßt, wobei dieser Behälterkörper und diese flanschförmige Wellen­ kupplung ineinander integriert sind, mittels einer Schweißverbindung, die von einer äußeren Oberfläche das Innere des Behälters mit einem Elektronenstrahlschweißen durchdringt.
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