JPH065627Y2 - Gas analyzer for aluminum material - Google Patents

Gas analyzer for aluminum material

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JPH065627Y2
JPH065627Y2 JP1985174397U JP17439785U JPH065627Y2 JP H065627 Y2 JPH065627 Y2 JP H065627Y2 JP 1985174397 U JP1985174397 U JP 1985174397U JP 17439785 U JP17439785 U JP 17439785U JP H065627 Y2 JPH065627 Y2 JP H065627Y2
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JP
Japan
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gas
discharge cleaning
chamber
sample
cleaning chamber
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JP1985174397U
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JPS6283953U (en
Inventor
豊 加藤
永三 礒山
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昭和アルミニウム株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、アルミニウム材中の極微量のガスを分析す
る装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus for analyzing an extremely small amount of gas in an aluminum material.

この明細書において「アルミニウム」という語は純アル
ミニウムのほかにアルミニウム合金を含むものとする。
In this specification, the term "aluminum" includes aluminum alloys in addition to pure aluminum.

従来技術とその問題点 アルミニウム材は、内部ガスおよび表面に吸着したガス
を含んでいるとともに、その表面にとはアルミニウムと
反応してガスを発生する水等の物質が吸着せしめられて
いる。これらのガスは、主にH2ガスであり、その他に
きわめて少量のCOガス、CO2ガス、H2Oガスなどが
存在する。アルミニウム材の用途によっては、上記ガス
はきわめて有害となるためこれらの量を微量にする必要
があり、表面に吸着したガスおよび表面に吸着した物質
とアルミニウムとの反応により生じるガス(以下両者を
総称して表面ガスという)についてはその成果はある程
度上っている。ところが、内部ガスについては未だ十分
な研究がなされていないのが実情である。アルミニウム
材の内部ガス量、とくにH2ガス量が多いと次のような
問題がある。すなわち、アルミニウム材を真空用アルミ
ニウム材、たとえばシンクロトロンなどの加速器に使用
される粒子加速用パイプ(ビーム・ライン)に使用した
場合、パイプの内部にビームを走らせると大量のガスが
放出され、パイプ内部の圧力が非常に高くなるという問
題がある。これはビームから放たれるシンクロトロン放
射光がパイプ内面に入射し、アルミニウム材の内部ガス
をたたき出す効果である。また、アルミニウム材を、蒸
着基板に使用する場合には、基板表面にSe、a−Si
等を蒸着するさいに「ふくれ」という現象が起こるが、
これも内部ガスの放出の影響によるものだということが
わかっている。さらに、圧延時に生じる「割れ」、「ふ
くれ」、「皮きず」等の表面欠陥も、アルミニウム材の
内部ガスの影響によるものだということがわかってい
る。したがって、内部ガス量のきわめて微量なアルミニ
ウム材の開発が要望されているが、内部ガスの微量なア
ルミニウム材を開発するにあたっては、正確に内部ガス
を分析することが必要である。
Prior Art and Its Problems Aluminum material contains an internal gas and a gas adsorbed on the surface thereof, and a substance such as water which reacts with aluminum to generate a gas is adsorbed on the surface thereof. These gases are mainly H 2 gas, and other extremely small amounts of CO gas, CO 2 gas, H 2 O gas and the like are present. Depending on the application of the aluminum material, the above gases are extremely harmful, so it is necessary to keep these amounts in a very small amount, and the gases adsorbed on the surface and the gases generated by the reaction of the substances adsorbed on the surface with aluminum (hereinafter both are collectively referred to as The result has been improved to some extent. However, the fact is that the internal gas has not been sufficiently researched. If the internal gas amount of the aluminum material, especially the H 2 gas amount is large, there are the following problems. That is, when an aluminum material is used for a vacuum aluminum material, for example, a particle acceleration pipe (beam line) used in an accelerator such as a synchrotron, a large amount of gas is released when a beam is run inside the pipe, There is a problem that the pressure inside the pipe becomes very high. This is the effect that the synchrotron radiation emitted from the beam is incident on the inner surface of the pipe and strikes the internal gas of the aluminum material. Moreover, when an aluminum material is used for the vapor deposition substrate, Se, a-Si is formed on the substrate surface.
The phenomenon of "blister" occurs when depositing etc.,
It is known that this is also due to the influence of the release of internal gas. Furthermore, it has been known that surface defects such as "cracking", "blisters", and "scratches" that occur during rolling are also due to the effect of the internal gas of the aluminum material. Therefore, there is a demand for the development of an aluminum material having an extremely small amount of internal gas, but in developing an aluminum material having a small amount of internal gas, it is necessary to accurately analyze the internal gas.

従来、アルミニウム材の内部ガスの分析は、次の2つの
方法によって行なわれていた。
Conventionally, analysis of the internal gas of an aluminum material has been performed by the following two methods.

(a) 同一材料から、表面積と体積との比が異なる複数
の試料を作製し、各試料のガス分析を行なって内部ガス
および表面ガスを定量する方法。
(a) A method of quantifying internal gas and surface gas by preparing a plurality of samples from the same material with different surface area-to-volume ratios and performing gas analysis of each sample.

(b) 同一材料から同じ形状、寸法の2つの試料を作製
し、まず一方の試料を加熱して抽出された全ガス量を定
量する。ついで、他方の試料を加熱して最初の一定時間
内に抽出されたガスを表面ガスとして定量し、全ガス量
と表面ガス量との比較から内部ガスを定量する方法。
(b) Two samples of the same shape and size are made from the same material, and one of the samples is first heated to quantify the total amount of extracted gas. Then, the other sample is heated, and the gas extracted within the first fixed time is quantified as the surface gas, and the internal gas is quantified by comparing the total gas amount with the surface gas amount.

しかしながら、上記方法には、それぞれ次のような欠点
があった。すなわち、(a)の方法では、多くの試料を用
意する必要があるとともに、実在表面および内部ガスに
ついては試料に不均一性がある。(b)の方法では、表面
ガスと内部ガスとの正確な分離が困難であり、しかも表
面ガス量にばらつきが生じるため正確な定量ができな
い。そして、これらの欠点により、従来方法では極微
量、例えば0.05cc/100gAl以下の内部ガスを
正確に定量することができないという問題があった。
However, each of the above methods has the following drawbacks. That is, in the method (a), it is necessary to prepare a large number of samples, and the actual surface and internal gas have nonuniformity in the samples. According to the method (b), it is difficult to accurately separate the surface gas and the internal gas, and moreover, the amount of the surface gas varies, so that an accurate quantification cannot be performed. Due to these drawbacks, there is a problem that the conventional method cannot accurately quantify an extremely small amount of internal gas, for example, 0.05 cc / 100 g Al or less.

この考案は上記問題を解決し、少ない材料で微量の内部
ガスだけを正確にかつ短時間で定量できるアルミニウム
材中のガス分析装置を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a gas analyzer for an aluminum material, which can accurately quantify only a trace amount of internal gas with a small amount of material.

問題点を解決するための手段 この考案によるアルミニウム材中のガス分析装置は、放
電洗浄室と、放電洗浄室に設けられた真空排気装置と、
ガス分析室と、ガス分析室に設けられた真空排気装置
と、両室間に設けられた試料通路、この試料通路に開閉
自在に設けられた閉塞部材と、放電洗浄室およびガス分
析室にそれぞれ設けられかつ試料通路を通して両室間で
試料を受渡すマニピュレータとを備えたものである。
Means for Solving Problems A gas analyzer for aluminum material according to the present invention comprises a discharge cleaning chamber, a vacuum exhaust device provided in the discharge cleaning chamber,
A gas analysis chamber, a vacuum evacuation device provided in the gas analysis chamber, a sample passage provided between the chambers, a closing member that can be opened and closed in the sample passage, and a discharge cleaning chamber and a gas analysis chamber, respectively. And a manipulator which is provided and delivers the sample between the two chambers through the sample passage.

実施例 以下、この考案の実施例を図面を参照しながら説明す
る。
Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

この考案の装置の構成を示す第1図において、極微量の
ガスを分析する装置は、放電洗浄室(1)と、ガス分析室
(2)と、両室(1)(2)間に設けられた試料通路(3)と、この
試料通路(3)に開閉自在に設けられた閉塞部材(4)と、放
電洗浄室(1)およびガス分析室(2)にそれぞれ設けられか
つ試料通路(3)を通して両室(1)(2)間で試料(S)を受渡す
マニピュレータ(5)(6)とを備えたものである。
In FIG. 1 showing the configuration of the device of the present invention, the device for analyzing an extremely small amount of gas is a discharge cleaning chamber (1) and a gas analysis chamber.
(2), a sample passage (3) provided between the chambers (1) and (2), a closing member (4) provided in the sample passage (3) so as to be openable and closable, and an electric discharge cleaning chamber (1 ) And a manipulator (5) (6) which is provided in the gas analysis chamber (2) and which transfers the sample (S) between the chambers (1) and (2) through the sample passage (3). .

放電洗浄室(1)の内部には、室(1)の周壁に設けられた電
流導入端子(7)に接続されかつ放電洗浄時に試料(S)に接
触して試料(S)を陰極とする内部導線(8)が設けられてい
る。また、放電洗浄室(1)の外部には、真空排気装置
(9)、放電洗浄用ヘリウム・ガス供給装置(10)、放電洗
浄の前後の高真空状態の室(1)内の真空度を計るベイア
ード・アルパート真空計(11)、放電洗浄時のヘリウム・
ガス量を計るピラニ真空計(12)および電流導入端子(7)
に接続された外部導線(13)が設けられている。真空排気
装置(9)は、放電洗浄室(1)に連設された排気管(14)と、
排気管(14)に下記順序で室(1)側から直列状に設けられ
たLバルブ(15)、ターボ分子ポンプ(16)およびロータリ
・ポンプ(17)とよりなる。放電洗浄用ヘリウム・ガス供
給装置(10)は、供給管(18)を介して放電洗浄室(1)に接
続されたヘリウム・ガス・ボンベ(19)と、供給管(18)の
途上に設けられるとともに内部に液体チッ素が入れら
れ、かつヘリウム・ガスに含まれる不純物を除去するト
ラップ(20)と、供給管(18)における放電洗浄室(1)とト
ラップ(20)との間に設けられた可変式リーク・バルブ(2
1)とよりなる。
Inside the discharge cleaning chamber (1) is connected to the current introducing terminal (7) provided on the peripheral wall of the chamber (1) and contacts the sample (S) during the discharge cleaning to use the sample (S) as a cathode. An internal conductor (8) is provided. Also, a vacuum exhaust device is provided outside the discharge cleaning chamber (1).
(9), helium gas supply device for discharge cleaning (10), Bayard-Alpert vacuum gauge (11) for measuring the degree of vacuum in the high vacuum chamber (1) before and after discharge cleaning, helium during discharge cleaning
Pirani vacuum gauge (12) for measuring gas amount and current introduction terminal (7)
An external conducting wire (13) connected to is provided. The vacuum exhaust device (9) has an exhaust pipe (14) connected to the discharge cleaning chamber (1),
The exhaust pipe (14) comprises an L valve (15), a turbo molecular pump (16), and a rotary pump (17) which are installed in series in the following order from the chamber (1) side. The helium gas supply device (10) for electric discharge cleaning is installed on the way to the helium gas cylinder (19) connected to the electric discharge cleaning chamber (1) via the supply pipe (18) and the supply pipe (18). It is installed between the discharge cleaning chamber (1) and the trap (20) in the supply pipe (18) and the trap (20) which is filled with liquid nitrogen and removes impurities contained in the helium gas. Adjustable leak valve (2
It consists of 1).

ガス分析室(2)の内部には、載置台(22)上に載せられた
試料溶融用アルミナ製るつぼ(23)と、るつぼ(23)の周囲
に巻回されたヒータ(24)とが設けられている。ヒータ(2
4)の両端は、それぞれガス分析室(2)の底壁に設けられ
た端子(25)に接続されている。また、ガス分析室(2)の
外部には、真空排気装置(26)、試料(S)から抽出された
ガスを分析する4極子マスフィルタ(27)、ベイアード・
アルパート真空計(28)および端子(25)に接続された外部
導線(29)が設けられている。真空排気装置(26)は、ガス
分析室(2)にオリフィス(30)を介して連設された排気管
(31)と、排気管(31)に下記順序で室(2)側から直列状に
設けられたLバルブ(32)、ターボ分子ポンプ(33)および
ロータリ・ポンプ(34)とよりなる。そして、排気管(31)
におけるオリフィス(30)よりもバルブ(32)側の部分にベ
イアード・アルパート真空計(35)が設けられている。そ
して、2つのベイアード・アルパート真空計(28)(35)に
よって、試料(S)から抽出されるトータルガス量が定量
される。
Inside the gas analysis chamber (2), a crucible (23) made of alumina for sample melting placed on the mounting table (22) and a heater (24) wound around the crucible (23) were provided. Has been. Heater (2
Both ends of 4) are connected to terminals (25) provided on the bottom wall of the gas analysis chamber (2). Further, outside the gas analysis room (2), a vacuum exhaust device (26), a quadrupole mass filter (27) for analyzing the gas extracted from the sample (S), a Bayard ・
An external conductor (29) connected to the Alpert gauge (28) and the terminal (25) is provided. The vacuum exhaust device (26) is an exhaust pipe connected to the gas analysis chamber (2) through an orifice (30).
(31), and an L valve (32), a turbo molecular pump (33) and a rotary pump (34) which are provided in the exhaust pipe (31) in series in the following order from the chamber (2) side. And the exhaust pipe (31)
A Bayard-Alpert vacuum gauge (35) is provided on the valve (32) side of the orifice (30). Then, the total amount of gas extracted from the sample (S) is quantified by the two Bayard-Alpert vacuum gauges (28) and (35).

両マニピュレータ(5)(6)はシャープペンシルの原理を応
用して試料(S)をつかんだり、離したりするようになっ
ているもので、それぞれその軸線方向に移動自在であ
る。放電洗浄室(1)に設けられたマニピュレータ(5)は、
放電洗浄室(1)内へ出し入れ自在であり、試料(S)を放電
洗浄室(1)外で把持した後、放電洗浄室(1)内に入り、試
料(S)を内部導線(8)に接触させうるようになっている。
また、放電洗浄時にもこのマニピュレータ(5)で試料(S)
を把持しておくようになっており、そのためマニピュレ
ータ(5)の先端と試料(S)との間は電気的絶縁状態となさ
れている。また、マニピュレータ(5)の外周と室(1)の周
壁との間にはシール部材が介在せしめられてこの部分の
気密状態が保たれている。ガス分析室(2)のマニピュレ
ータ(6)は、常にその先端の試料把持部がガス分析室(2)
内に存在しているようにガス分析室(2)内に差し込まれ
ている。このマニピュレータ(6)と室(2)の周壁との間も
シール部材によって気密状態に保たれている。
Both manipulators (5) and (6) are adapted to grasp and separate the sample (S) by applying the principle of the mechanical pencil, and each is movable in its axial direction. The manipulator (5) provided in the discharge cleaning chamber (1)
It can be freely taken in and out of the discharge cleaning chamber (1), and after holding the sample (S) outside the discharge cleaning chamber (1), enter the discharge cleaning chamber (1) and put the sample (S) into the internal conductor (8). Can be contacted with.
Also, the sample (S) can be
Is held so that the tip of the manipulator (5) and the sample (S) are electrically insulated. Further, a seal member is interposed between the outer periphery of the manipulator (5) and the peripheral wall of the chamber (1) to keep the airtight state of this portion. The manipulator (6) of the gas analysis room (2) always has the sample gripping part at the tip of the manipulator (6).
It is plugged into the gas analysis chamber (2) as it exists inside. A space between the manipulator (6) and the peripheral wall of the chamber (2) is also kept airtight by a seal member.

第2図および第3図には、放電洗浄室(1)およびガス分
析室(2)の具体例が示されている。放電洗浄室(1)および
ガス分析室(2)は、それぞ円筒体(36)と、円筒体(36)の
上下両端を閉塞する頂蓋(37)および底蓋(38)とよりなる
真空槽からなる。頂蓋(37)にはのぞき窓(39)が設けられ
ている。また、放電洗浄室(1)とガス分析室(2)とは、上
部においてパイプ(40)で接続されており、このパイプ(4
0)の内部が試料通路(3)となっている。パイプ(40)に
は、スルースバルブからなる閉塞部材(4)が設けられて
いる。パイプ(40)と同一高さ位置において、放電洗浄室
(1)の右側面およびガス分析室(2)の左側面にそれぞれマ
ニピュレータ差込口(41)(42)が設けられている。また、
放電洗浄室(1)の右側面の下部に排気口(43)が、前側面
の上部に電流導入端子取付口(44)が、同下部にピラニ真
空計取付口(45)が、後側面の上部に放電洗浄用ヘリウム
・ガス供給口(46)が、同下部にベイアード・アルパート
真空計取付口(47)がそれぞれ設けられている。これらの
各口(43)〜(47)は、それぞれ円筒体(36)に設けられた短
い円筒状の突出部と、突出部の先端に設けられたフラン
ジとよりなり、これらのフランジを利用して電流導入端
子(7)、ベイアード・アルパート真空計(11)およびヒピ
ラニ真空計(12)がそれぞれの取付口(44)(47)(45)に取付
けられ、排気管(14)および放電洗浄用ヘリウム・ガス供
給管(18)がそれぞれの接続口(43)(46)に接続されるよう
になっている。また、ガス分析室(2)の前側面の上部に
4極子マスフィルタ取付口(48)が、後側面の下部にベイ
アード・アルパート真空計取付口(49)が、左側面の下部
に排気口(50)が、下面に2つのヒータ線用端子取付口
(図示略)が設けられている。各口(48)〜(50)は円筒体
(36)に設けられた短い円筒状の突出部と、突出部の先端
に設けられたフランジとよりなり、これらのフランジを
利用して4極子マスフィルタ(27)、ベイアード・アルパ
ート真空計(28)およびヒータ線用端子(25)がそれぞれの
取付口(48)(49)に取付けられ、排気管(31)が排気口(50)
に接続されるようになっている。排気口(50)の先端のフ
ランジ(50a)と、排気管(31)の先端のフランジ(31a)との
間にはオリフィス形成用板(52)が介在させられ、この板
(52)にオリフィス(30)が形成されている。また、排気管
(31)における端部よりの部分には、ベイアード・アルパ
ート真空計取付口(53)が設けられ、ここにベイアード・
アルパート真空計(35)が取付けられるようになってい
る。この取付口(35)も短い円筒状の突出部と、突出部先
端のフランジとよりなる。
2 and 3 show specific examples of the discharge cleaning chamber (1) and the gas analysis chamber (2). The discharge cleaning chamber (1) and the gas analysis chamber (2) are each a vacuum consisting of a cylindrical body (36) and a top lid (37) and a bottom lid (38) that close the upper and lower ends of the cylindrical body (36). It consists of a tank. The top lid (37) is provided with a viewing window (39). Further, the discharge cleaning chamber (1) and the gas analysis chamber (2) are connected by a pipe (40) at the upper part.
The inside of 0) is the sample passage (3). The pipe (40) is provided with a closing member (4) composed of a sluice valve. Discharge cleaning chamber at the same height as the pipe (40)
Manipulator insertion ports (41) and (42) are provided on the right side surface of (1) and the left side surface of the gas analysis chamber (2), respectively. Also,
The discharge port (43) is located at the bottom of the right side of the discharge cleaning chamber (1), the current introduction terminal mounting port (44) is located at the upper part of the front side, and the Pirani vacuum gauge mounting port (45) is located at the bottom of the same. A discharge cleaning helium gas supply port (46) is provided at the upper part, and a Bayard-Alpert vacuum gauge mounting port (47) is provided at the lower part. Each of these ports (43) to (47) consists of a short cylindrical protrusion provided on the cylindrical body (36) and a flange provided at the tip of the protrusion, and these flanges are used. Current introduction terminal (7), Bayard-Alpert vacuum gauge (11) and Hipirani vacuum gauge (12) are attached to the respective mounting ports (44) (47) (45), and the exhaust pipe (14) and discharge cleaning The helium gas supply pipe (18) is connected to the respective connection ports (43) (46). In addition, a quadrupole mass filter attachment port (48) is provided on the upper side of the front side of the gas analysis chamber (2), a Bayard-Alpert vacuum gauge attachment port (49) is provided on the lower side of the rear side, and an exhaust port ( 50) is provided with two heater wire terminal mounting openings (not shown) on the lower surface. Each mouth (48)-(50) is a cylindrical body
It consists of a short cylindrical protrusion provided on (36) and a flange provided on the tip of the protrusion, and these flanges are used to make a quadrupole mass filter (27) and a Bayard-Alpert vacuum gauge (28 ) And the heater wire terminal (25) are attached to the respective mounting ports (48) and (49), and the exhaust pipe (31) is connected to the exhaust port (50).
It is designed to be connected to. An orifice forming plate (52) is interposed between the flange (50a) at the tip of the exhaust port (50) and the flange (31a) at the tip of the exhaust pipe (31).
An orifice (30) is formed at (52). Also the exhaust pipe
A Bayard-Alpert vacuum gauge mounting port (53) is provided in the part from the end in (31), where the Bayard-
An Alpert vacuum gauge (35) can be attached. This mounting port (35) also comprises a short cylindrical protrusion and a flange at the tip of the protrusion.

次に、この考案による装置を用いてアルミニウム材中の
極微量ガスを分析する方法について説明する。
Next, a method of analyzing a trace amount of gas in an aluminum material using the device according to the present invention will be described.

まず、閉塞部材(4)で試料通路(3)を閉塞した後、真空排
気装置(26)により真空排気してガス分析室(2)内を高真
空状態(10-8〜10-9Torrのオーダー)とする。な
お、予めガス分析室(2)内面、るつぼ(23)およびヒータ
(24)に脱ガス処理を施しておく。そして、ガス分析室
(2)内は、常に高真空状態に保っておく。そして、ガス
分析室(2)を真空排気している間に、放電洗浄室(1)で試
料(S)の放電洗浄を行う。すなわち、放電洗浄室(1)のマ
ニピュレータ(5)に試料(S)をセットした後、室(1)内に
マニピュレータ(5)の先端を差込み、試料(S)を内部導線
(8)に接触させる。放電洗浄室(1)内およびヘリウム・ガ
ス供給管(18)には予め加熱脱ガス処理を施しておく。こ
の状態で、真空排気装置(9)により真空排気して放電洗
浄室(1)内を高真空状態(10-8〜10-9Torrのオーダ
ー)とした後、ヘリウム・ガスをヘリウム・ガス・ボン
ベ(19)からトラップ(20)を経て放電洗浄室(1)内に1Tor
r程度まで導入する。そして、試料(S)を陰極とし、放電
洗浄室(1)を陽極として試料(S)に放電洗浄を施し、試料
(S)の表面ガスを除去する。放電洗浄後直ちに真空排気
装置(9)によって真空排気し、放電洗浄室(1)内をガス分
析室(2)と等しい高真空状態とする。その後、閉塞部材
(4)を開いて、放電洗浄室(1)のマニピュレータ(5)を左
方から進めるとともに、ガス分析室(2)のマニピュレー
タ(6)を右方に進め、通路(3)内で放電洗浄室(1)のマニ
ピュレータ(5)からガス分析室(2)のマニピュレータ(6)
に試料(S)を受渡し、ガス分析室(2)のマニピュレータ
(6)を左進させるとともに放電洗浄室(1)のマニピュレー
タ(5)を右進させてから閉塞部材(4)で通路(3)を閉じ
る。上記受渡しは必ずしも通路(3)内で行なう必要はな
く、両室(1)(2)のうちいずれかで行なってもよい。さら
にマニピュレータ(6)から試料(S)を離脱させてるつぼ(2
3)内に落とす。最後にヒータ(24)によりるつぼ(23)を加
熱することにより試料(S)を溶融させて内部ガスを抽出
し、そのガスの量を4極子マスフィルタ(27)で定量す
る。こうして試料(S)内の内部ガスを定量する。
First, after closing the sample passage (3) with the closing member (4), the inside of the gas analysis chamber (2) is evacuated by the vacuum exhaust device (26) to a high vacuum state (10 −8 to 10 −9 Torr). Order). The inside of the gas analysis chamber (2), the crucible (23) and the heater are
(24) is degassed. And the gas analysis room
The inside of (2) should always be kept in a high vacuum state. Then, while the gas analysis chamber (2) is being evacuated, the sample (S) is subjected to electric discharge cleaning in the electric discharge cleaning chamber (1). That is, after setting the sample (S) in the manipulator (5) of the discharge cleaning chamber (1), insert the tip of the manipulator (5) into the chamber (1) and insert the sample (S) into the internal conductor.
Contact (8). The inside of the discharge cleaning chamber (1) and the helium gas supply pipe (18) are previously subjected to a heating degassing process. In this state, the inside of the discharge cleaning chamber (1) is evacuated by the vacuum exhaust device (9) to a high vacuum state (on the order of 10 −8 to 10 −9 Torr), and then helium gas is replaced with helium gas. From the cylinder (19) through the trap (20) into the discharge cleaning chamber (1) 1 Tor
Introduce up to about r. Then, the sample (S) was used as a cathode, the discharge cleaning chamber (1) was used as an anode, and the sample (S) was subjected to discharge cleaning.
The surface gas of (S) is removed. Immediately after the discharge cleaning, the vacuum cleaning device (9) evacuates the interior of the discharge cleaning chamber (1) to a high vacuum state equivalent to the gas analysis chamber (2). Then the closure member
Open (4) and move the manipulator (5) in the discharge cleaning chamber (1) from the left, and the manipulator (6) in the gas analysis chamber (2) to the right to clean the discharge in the passage (3). Manipulator (5) from chamber (1) to manipulator (6) in gas analysis chamber (2)
The sample (S) is delivered to the manipulator in the gas analysis room (2).
(6) is moved to the left and the manipulator (5) of the discharge cleaning chamber (1) is moved to the right, and then the passage (3) is closed by the closing member (4). The delivery is not necessarily performed in the passage (3) and may be performed in either of the chambers (1) and (2). Furthermore, the crucible (2) that separates the sample (S) from the manipulator (6)
3) Drop inside. Finally, the crucible (23) is heated by the heater (24) to melt the sample (S) to extract the internal gas, and the amount of the gas is quantified by the quadrupole mass filter (27). In this way, the internal gas in the sample (S) is quantified.

以下に、この考案による装置を用いて行なった実施例に
ついて述べる。
The following is a description of an embodiment performed using the device according to the present invention.

すなわち、下記の条件でガス分析を行なった。That is, gas analysis was performed under the following conditions.

試料 …重度99.99%の高純 度アルミニウム 放電洗浄前の放電洗浄室の真空度 …1×10-8Torr 放電洗浄室への導入He量…1Torr 放電洗浄…500V×1時間 放電洗浄時のドーズ量 …1×1019ions/cm2 その結果、内部ガスはH2=0.005cc/ 100gAl、CO=0.0001cc/100gAlで
あった。また、H2、CO等の表面ガスの量は1013mol
ec/cm2程度の無視できる量であり、放電洗浄室(1)にお
ける放電洗浄によって試料(S)の表面ガスは十分除去さ
れていたことがわかる。
Specimen: Severe 99.99% high-purity aluminum Vacuum degree in the discharge cleaning chamber before discharge cleaning: 1 × 10 -8 Torr He amount introduced into the discharge cleaning chamber: 1 Torr discharge cleaning: 500 V × 1 hour Dose amount ... 1 × 10 19 ions / cm 2 As a result, the internal gas was H 2 = 0.005 cc / 100 g Al and CO = 0.0001 cc / 100 g Al. The amount of surface gas such as H 2 and CO is 10 13 mol
This is a negligible amount of about ec / cm 2 , and it can be seen that the surface gas of the sample (S) was sufficiently removed by the discharge cleaning in the discharge cleaning chamber (1).

上記実施例においては、放電洗浄用ガスとしてヘリウム
・ガスが使用されているが、これに限定されるものでは
なく、放電洗浄用ガスとしてはアルミニウムに対して不
活性でかつアルミニウム材中に存在することのないもの
であれば使用可能である。この場合、表面ガス除去に要
する時間を短縮させるために質量数の大きなガスを使用
することが好ましい。また、上記実施例においては、ト
ラップ内に液体チッ素が入れられているが、これに限る
ものではなく、放電洗浄用ガスよりも融点の高い物質の
液体であれば使用可能である。ちなみに、ヘリウムの融
点は−272.2℃(26気圧)、沸点は−268.9
℃であり、チッ素の融点は−210.6℃(94mm)、
−209.9℃(1atm)、−208.8℃(55.4
6atm)、沸点は−195.8℃である。チッ素の融点
はヘリウムの沸点よりも高い。
Although helium gas is used as the discharge cleaning gas in the above embodiment, the discharge cleaning gas is not limited to this, and the discharge cleaning gas is inert to aluminum and exists in the aluminum material. It can be used as long as it does not exist. In this case, it is preferable to use a gas having a large mass number in order to shorten the time required to remove the surface gas. Further, in the above embodiment, the liquid nitrogen is contained in the trap, but the present invention is not limited to this, and any liquid having a higher melting point than the discharge cleaning gas can be used. By the way, the melting point of helium is -272.2 ° C (26 atm), and the boiling point is -268.9.
The melting point of nitrogen is -210.6 ° C (94 mm),
-209.9 ° C (1 atm), -208.8 ° C (55.4)
6 atm) and the boiling point is -195.8 ° C. The melting point of nitrogen is higher than that of helium.

また、上記実施例においては、アルミニウム材からのガ
スの抽出は真空溶融抽出法によって行なわれているが、
上記ガスの抽出はその他の公知の抽出法、すなわちアル
ゴン送気抽出法、固相抽出法等により行なってもよい。
さらに、上記実施例においては、アルミニウム材の内部
ガスの定量は4極子マスフィルタ法によって行なわれて
いるが、この定量はガスクロマトグラフ法、パラジウム
管透過法等により行なってもよい。
Further, in the above embodiment, the extraction of the gas from the aluminum material is performed by the vacuum melting extraction method,
The extraction of the above-mentioned gas may be carried out by other known extraction methods, such as an argon blowing extraction method and a solid phase extraction method.
Further, in the above embodiment, the quantification of the internal gas of the aluminum material is performed by the quadrupole mass filter method, but this quantification may be performed by the gas chromatograph method, the palladium tube permeation method or the like.

考案の効果 この考案のアルミニウム材中のガス分析装置は上述のよ
うに構成されているので、放電洗浄室内で放電洗浄を施
して表面ガスを除去した後、ガス分析室で内部ガスだけ
を分析できる。したがって、少ない試料から内部ガスを
正確に分析できる。また、閉塞部材で試料通路を閉塞し
ておくことにより、放電洗浄室での試料の放電洗浄処理
中に、真空排気装置によってガス分析室内を真空排気し
て高真空状態とすることができる。しかも、放電洗浄終
了後に、真空排気装置により放電洗浄室内をガス分析室
と等しい高真空状態としてから閉塞部材を開き、マニピ
ュレータを利用して試料を放電洗浄室からガス分析室に
移し変えることによって、試料の移し変え時のガス分析
室の真空度の低下を防止することができる。したがっ
て、ガス分析室内を高真空状態にするのに必要な時間分
だけ分析に要する時間を短縮できる。ガス分析室内に
は、試料中のガスを抽出するためのるつぼやヒータ等が
配置されており、このるつぼやヒータ等に吸着したガス
を脱ガスするには長時間を要するので、ガス分析室内の
真空状態を一旦解除すれば、再度真空状態にするために
はかなり長い時間を要するのである。
Effect of the Invention Since the gas analyzer for aluminum material of the present invention is configured as described above, it is possible to analyze only the internal gas in the gas analysis chamber after performing the discharge cleaning in the discharge cleaning chamber to remove the surface gas. . Therefore, the internal gas can be accurately analyzed from a small number of samples. Further, by closing the sample passage with the closing member, the gas analysis chamber can be evacuated to a high vacuum state by the vacuum exhaust device during the discharge cleaning process of the sample in the discharge cleaning chamber. Moreover, after the discharge cleaning is completed, the evacuation device sets the discharge cleaning chamber to a high vacuum state equal to the gas analysis chamber and then the blocking member is opened, and the sample is transferred from the discharge cleaning chamber to the gas analysis chamber using the manipulator. It is possible to prevent the vacuum degree of the gas analysis chamber from being lowered when the sample is transferred. Therefore, the time required for analysis can be shortened by the time required to bring the gas analysis chamber into a high vacuum state. A crucible, a heater, etc. for extracting the gas in the sample are arranged in the gas analysis chamber, and it takes a long time to degas the gas adsorbed by the crucible, the heater, etc. Once the vacuum state is released, it takes a considerably long time to return to the vacuum state.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの考案の装置の原理を説明する図、第2図は
この考案の装置を具体的に示す正面図、第3図は同平面
図である。 (1)…放電洗浄室、(2)…ガス分析室、(3)…試料通路、
(4)…閉塞部材、(5)(6)…マニピュレータ、(9)…真空排
気装置、(26)…真空排気装置、(S)…試料。
FIG. 1 is a view for explaining the principle of the device of the present invention, FIG. 2 is a front view specifically showing the device of the present invention, and FIG. 3 is a plan view thereof. (1) ... Discharge cleaning chamber, (2) ... Gas analysis chamber, (3) ... Sample passage,
(4) ... Closing member, (5) (6) ... Manipulator, (9) ... Vacuum exhaust device, (26) ... Vacuum exhaust device, (S) ... Sample.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】放電洗浄室(1)と、放電洗浄室(1)に設けら
れた真空排気装置(9)と、ガス分析室(2)と、ガス分析室
(2)に設けられた真空排気装置(26)と、両室(1)(2)間に
設けられた試料通路(3)と、この試料通路(3)に開閉自在
に設けられた閉塞部材(4)と、放電洗浄室(1)およびガス
分析室(2)にそれぞれ設けられかつ試料通路(3)を通して
両室(1)(2)間で試料(S)を受渡すマニピュレータ(5)(6)
とを備えたアルミニウム材中のガス分析装置。
1. A discharge cleaning chamber (1), a vacuum exhaust device (9) provided in the discharge cleaning chamber (1), a gas analysis chamber (2), and a gas analysis chamber.
A vacuum exhaust device (26) provided in (2), a sample passage (3) provided between both chambers (1) and (2), and a closing member provided in the sample passage (3) so as to be openable and closable. (4) and the manipulator (5) which is provided in the discharge cleaning chamber (1) and the gas analysis chamber (2) and which transfers the sample (S) between the chambers (1) and (2) through the sample passage (3). (6)
And a gas analyzer for aluminum material.
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