JPH07171371A - 真空容器などのガス遮蔽法および遮蔽構造 - Google Patents
真空容器などのガス遮蔽法および遮蔽構造Info
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- JPH07171371A JPH07171371A JP32479093A JP32479093A JPH07171371A JP H07171371 A JPH07171371 A JP H07171371A JP 32479093 A JP32479093 A JP 32479093A JP 32479093 A JP32479093 A JP 32479093A JP H07171371 A JPH07171371 A JP H07171371A
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Abstract
への流入を遮断することの可能な真空容器や部品を提供
すること。 【構成】 真空容器や真空部品など、真空に面している
容器内壁や部品表面の全面または一部に無電解メッキを
施し、前記容器や部品から離脱または透過して来るガス
を、該無電解メッキ薄膜の遮蔽層によって真空側への放
出を遮蔽する真空容器などのガス遮蔽法である。前記ガ
ス遮蔽法において、前記真空容器又は真空部品が、プラ
スチック又はセラミックを構成材料とするものである場
合に好適である。さらに、好ましくは、前記真空容器又
は真空部品を、無電解メッキ浴中へ浸漬することにより
無電解メッキを施すものである。また、本発明は、真空
容器や真空部品など、真空に面している容器内壁や部品
表面の全面または一部に、5〜50μmの無電解メッキ
層を施した真空容器などのガス遮蔽構造である。
Description
面分析装置、加速器などに用いられる真空容器および部
品の表面処理法およびその表面処理構造に関する。
一般にステンレス鋼やアルミニウム合金などの金属で作
られている。以前にはガラス製が多用されていた時代も
あったが、ガラス製真空容器は衝撃に弱く、現代では特
殊な場合を除き殆ど用いられなくなった。これはステン
レスやアルミニウム金属のガス放出が外の材料に比べて
小さいことによる。その理由は、製造過程においてガス
の混入が小さいことと相俟て、金属の表面にできている
酸化物の被膜が、金属内部からのガス拡散や透過のバリ
ヤー層(遮蔽層)としての働きを持っていることによ
る。従って、この酸化表面層は膜厚が厚いほどバリヤー
効果を発揮させることが出来る。
水分子が吸着しやすく、この表面層が厚いほどガス放出
量が大きく、高真空に達するまでの排気時間が長くな
り、到達真空度も悪くなる。このため、表面吸着の小さ
くなる金属表面処理法が種々開発されている。
-5Pa以下の超高真空領域に用いられる場合は、一般に真
空排気時に容器および部品全体を加熱し、表面に吸着し
ているガス分子を予め離脱させる所謂ベーキングと称す
る操作が行われる。
作するうえでの不可欠の技術として溶接技術がある。最
も一般的に用いられている真空容器および部品の溶接法
はTIG溶接であるが、そのほかに真空ろう付け、電子
ビーム溶接なども用いられている。この溶接技術無くし
て真空容器および部品を製造することは困難であるか
ら、製作における溶接費用の比重は極めて高い。
非常に大きく、移動運搬に多大な労力を必要とする。比
較的軽量なアルミニウム合金真空容器であっても、1立
方メートル程度の容積になると、1人の人間で動かすこ
とは困難である。このため宇宙環境実験室などの超大型
装置ともなると、強硬な土台から設計しなければならな
い。
度の最も優れた材料であるプラスチック材料を用いて真
空容器を製作すればよい。現在最も改良されたエンジニ
アプラスチックと称されるプラスチック材料では、アル
ミニウムの数倍もの重量比強度を持つ。
高く、ガスの透過性も大きいうえ、熱に弱いという最大
の欠点を持つため、ベーキングを伴う高・超高真空容器
および部品には最も不向きな材料である。このためプラ
スチック類を真空容器または部品として用いる場合は10
-3Pa程度までで、それ以下の高真空や超高真空装置の真
空容器構造材料としては全く注目されていないのが実情
である。
過性が大きいのは、金属のように表面に緻密な酸化層の
ガスを遮断するバリヤー層が存在しないことにある。
においては、真空容器や部品はステンレス鋼やアルミニ
ウム合金などの金属で製作されているため、金属の酸化
層にはガス、特に水分子が吸着しやすく、この表面層が
厚いほどガス放出量が大きく、高真空に達するまでの排
気時間が長くなり、到達真空度も悪くなる欠点があっ
た。
切削加工が簡単で、接着剤を用いて簡単に組み立てられ
るという長所を持ちながら、反面熱に弱く、ガス透過性
とガス放出性が大きいという欠点があった。
みてなされたものであって、その目的とするところは、
金属材料およびプラスチック材料の真空に対する欠点を
一挙に解決するすることが可能な真空容器などのガス遮
蔽法および遮蔽構造を提案するものである。
空容器や真空部品など、真空に面している容器内壁や部
品表面の全面または一部に無電解メッキを施し、前記容
器や部品から離脱または透過して来るガスを、該無電解
メッキ薄膜の遮蔽層によって真空側への放出を遮蔽する
真空容器などのガス遮蔽法である。
は真空部品が、プラスチック又はセラミックを構成材料
とするものである場合に好適である。
空部品を、無電解メッキ浴中へ浸漬することにより無電
解メッキを施すものである。
ど、真空に面している容器内壁や部品表面の全面または
一部に、5〜50μmの無電解メッキ層を施した真空容
器などのガス遮蔽構造である。
は、従前のステンレス鋼やアルミニウム合金などの金属
に施す場合は勿論のこと、従来真空容器や部品の構成材
料として不向きであったプラスチックやセラミックス
を、有用な材料として新たに活用するものである。すな
わち、真空容器の内面や部品の表面に緻密で強硬な金属
薄膜である無電解メッキを施すことにより、金属の酸化
層や、プラスチックやセラミックの最大の欠点であるガ
スの透過と吸湿性に対して、このメッキ層がバリアー層
としての働きを持ち、軽量な超高真空の容器や部品を提
供することができる。
造によれば、上述したガス遮蔽のほか、腐食に弱かった
アルミニウムや真鍮のような従来の金属製容器や部品に
対して逆バリヤー性を持たせることが可能となり、半導
体製造装置などで活性ガスの導入があったとしても、無
電解メッキ薄膜は容器や部品の腐食防止膜として働き、
非常に応用性の高いガス遮蔽法および遮蔽構造を提供で
きるものである。
全く必要とせず、被メッキ物を浴中へ浸漬するだけで、
複雑な形状の物にも全面に均一にメッキを行うことがで
きるので、完全なガス遮蔽を達成することができる。従
って、プラスチック類を成型加工後、有機接着剤で真空
容器や部品を接着し、組立て後において無電解メッキを
施せば、このプラスチックは無電解メッキ被膜の完全バ
リアー層で覆われ、プラスチックや接着剤に含まれてい
るガスの真空側への放出を完全に遮断することが可能と
なり、超高真空容器や部品としての道が拓けることにな
る。
は、ガス透過性が大きく、真空容器や部品としては利用
できない材料であったが、焼き上げ後に無電解メッキを
施せば、このメッキ被膜は焼き物の微細な孔をすべて塞
いでくれるので、非常に簡単に真空容器や部品とするこ
とが可能で、複雑な形状の真空容器や部品でも、溶接技
術を用いることなく簡単に製作することが可能となる。
器や部品であっても、本発明のガス遮蔽法および遮蔽構
造を適用すれば、リ−クを完全に止めることができる。
する。図1は無電解ニッケルメッキを施した真空容器の
側断面図を示している。図1において、符号1は、ポリ
カ−ボネ−ト製プラスチック材の円筒状真空容器で、容
器内面および排気口8の内面に無電解ニッケルメッキを
施している。容器側面2はパイプ状の材料から切り出し
た円筒で、この円筒2と、同じ材料の円盤状の底蓋3、
および円環状の上蓋4が接着剤9によって接着されてい
る。さらに、上蓋4にはフランジ6を設けた接続管5が
同じ接着剤9で接着されている。容器は接着完了後、各
種のメッキ前処理が行われ、無電解ニッケルメッキ液に
浸漬され、無電解ニッケルメッキ被膜7が施される。
る。すなわち、メッキの厚さが5μm未満であるとガス
シール効果を発揮することができず、また、50μmを
超えると、メッキ面とメッキ層の膨張係数の相違により
当該メッキ層にクラックが入りやすくなるからである。
浸漬され、無電解ニッケルメッキが施された後、乾燥さ
せれば、10-6Pa程度の真空容器として十分使用が可能
である。無電解ニッケルメッキはメッキ時に多量の水素
ガスを取り込んでいるが、容器全体を大気中で80〜2
00℃ 程度の熱処理を行うと、この水素ガスが放出さ
れ、さらにニッケルメッキとプラスチック材との密着性
が増し、より安定な真空容器または部品を得ることがで
きる。ここで、80℃は水素ガスが放出されるために最
低必要とされる温度であり、上限の温度はプラスチック
材の溶融点との関係で決せられることとなる。
に真空内壁に施しているるが、無電解メッキ層は内壁に
限らず、外壁を含む全面に施してもよいことは勿論であ
る。
ニッケルメッキ(NiーP)を施した場合を示したが、
無電解メッキは無電解ニッケルメッキに限らず、例えば
無電解銅メッキ(CuーP)、無電解コバルトメッキ
(CoーP)、無電解ニッケル・タングステン合金メッ
キ(NiーWーP)、などの無電解メッキでもよい。以
上を要するに、電気を全く用いず、被メッキ物を浴中へ
浸漬するだけでメッキを行う無電解メッキであれば、い
かなる種類の無電解メッキ法を用いても構わないもので
ある。
一体構造で製作した場合、および焼き物(セラミック)
の球状真空容器10に、無電解メッキを施した場合の実
施例を示す。特に、焼き物で製作した場合は、400℃
の高温熱処理を行うことができるので、膜のガスに対
するバリア−性と緻密性硬度が増し、10-8Pa以下の超高
真空容器として最大の効果を発揮させることが可能とな
る。
てプラスチックと焼き物(セラミック)の場合を例とし
て示したが、材料はこれに限ったことではなく、従来の
金属やガラスの容器の構造材料にも本発明の無電解メッ
キガス遮蔽法が適用できることは言うまでもない。
法および遮蔽構造によれば、次のような効果ないし利点
が得られる。
組み立ての最終工程において無電解メッキを施すので、
材料の違いや製作方法の違いによって、ガス放出やリ−
ク等の真空容器や部品としての根本的な性能低下を招く
製作上の欠陥を、無電解メッキのバリア−性によって修
復できるので、非常に簡単に、安価に、そして高信頼性
のある真空容器や部品を提供することが可能となる。
ず、被メッキ物を浴中へ浸漬するだけでメッキができる
ので、複雑な形状の物にも均一にメッキを行うことがで
き、1枚の薄い緻密な天衣無縫のバリア−層で、ガスの
真空側への流入を遮断することが可能なので、プラスチ
ックやセラミックの構造材料を用いて、超軽量の真空容
器や部品を提供することができる。
ニッケルメッキを施した真空容器の側断面図。
解ニッケルメッキを施した真空容器の側断面図。
Claims (3)
- 【請求項1】 真空容器や真空部品など、真空に面して
いる容器内壁や部品表面の全面または一部に無電解メッ
キを施し、前記容器や部品から離脱または透過して来る
ガスを、該無電解メッキ薄膜の遮蔽層によって真空側へ
の放出を遮蔽することを特徴とする真空容器などのガス
遮蔽法。 - 【請求項2】 前記真空容器又は真空部品が、プラスチ
ック又はセラミックを構成材料とすることを特徴とする
請求項1記載の真空容器などのガス遮蔽法。 - 【請求項3】 真空容器や真空部品など、真空に面して
いる容器内壁や部品表面の全面または一部に、5〜50
μmの無電解メッキ層を施したことを特徴とする真空容
器などのガス遮蔽構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5324790A JP2865995B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 真容容器などのガス遮蔽法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5324790A JP2865995B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 真容容器などのガス遮蔽法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07171371A true JPH07171371A (ja) | 1995-07-11 |
JP2865995B2 JP2865995B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=18169713
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5324790A Expired - Fee Related JP2865995B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 真容容器などのガス遮蔽法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2865995B2 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6121471A (ja) * | 1984-07-06 | 1986-01-30 | Mitsubishi Electric Corp | 繊維強化プラスチツク製真空容器 |
JPH03164484A (ja) * | 1989-11-22 | 1991-07-16 | Japan Atom Energy Res Inst | 超高真空用セラミック材 |
JPH03247778A (ja) * | 1990-02-22 | 1991-11-05 | Ulvac Japan Ltd | 多層被膜を有する真空容器及び真空機器用部品 |
-
1993
- 1993-12-22 JP JP5324790A patent/JP2865995B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6121471A (ja) * | 1984-07-06 | 1986-01-30 | Mitsubishi Electric Corp | 繊維強化プラスチツク製真空容器 |
JPH03164484A (ja) * | 1989-11-22 | 1991-07-16 | Japan Atom Energy Res Inst | 超高真空用セラミック材 |
JPH03247778A (ja) * | 1990-02-22 | 1991-11-05 | Ulvac Japan Ltd | 多層被膜を有する真空容器及び真空機器用部品 |
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---|---|
JP2865995B2 (ja) | 1999-03-08 |
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