JPS61205382A - クライオパネル - Google Patents

クライオパネル

Info

Publication number
JPS61205382A
JPS61205382A JP4393685A JP4393685A JPS61205382A JP S61205382 A JPS61205382 A JP S61205382A JP 4393685 A JP4393685 A JP 4393685A JP 4393685 A JP4393685 A JP 4393685A JP S61205382 A JPS61205382 A JP S61205382A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cryo
panel
film
anodic oxide
porous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP4393685A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0312233B2 (ja
Inventor
Yoshikazu Honma
本間 芳和
Yoshiichi Ishii
芳一 石井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP4393685A priority Critical patent/JPS61205382A/ja
Publication of JPS61205382A publication Critical patent/JPS61205382A/ja
Publication of JPH0312233B2 publication Critical patent/JPH0312233B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はり2イオ面への気体原子、気体分子の凝着、吸
着を利用して真空排気を行う真空排気装置等に用いられ
るり2イオ/4ネルに関する。
〔発明の技術的背景〕
近年、クライオ面への気体原子、気体分子の凝着、吸着
を利用して真空排気を行う真空排気装置、いわゆるクラ
イオポンプが考えられている。このクライオポンプの気
体捕集面には、■銅、アルミニウムなどの熱伝導率の高
い金属、あるいはこれら金属表面に光沢めりきを施した
滑らかな面を利用したもの、および、■捕集面の実効面
積を増大するとともに、平板な捕集面では凝着しえない
ヘリウム、水素、ネオンなどの気体を吸着によって捕集
するため、上記金属基板表面にモレキュラーシープ、活
性炭、ゼオライトなどの吸着剤を接着したもの、および
、■両者を組合せたものが用いられている。
〔背景技術の問題点〕
しかしながら、上記構成の場合、次のような問題がある
。すなわち、■の場合には、捕集面が比較的短時間に捕
集した気体で被扱されるため、り2イオ面を室温に戻し
て捕集気体をベークアクトする再生作業の回数が多くな
ること、および、ヘリウム、水素、ネオンなどの気体を
排気できないという欠点がある。■の場合には、■の欠
点が改善されるものの、吸着剤の接着には極低温に酎え
る方法が要求されるため、十分な接着強度を得ることが
困難であること、および、接着面の形状が限定されるこ
とにより、適用に制限がある。すなわち、吸着剤の金属
基板への接着方法としては、スラリー状物質、ポリマー
などの接着物質や機械的保持が一般に用いられているが
、接着強度が弱いこと、あるいは保持方向が限定されて
いることから、クライオ・母ネル全面への吸着剤の接着
は困難であり、片面への接着のみが行われている。また
、クライオ・母ネルの形状、および取付方向にも制約が
ある。また、超高真空装置にクライオ・母ネルを用いる
場合、装置の到達圧力を10  Torr以下とするた
めには、装置全体を高温、例えば250℃でベーキング
することが必要であり、クライオパネルも高温でベーキ
ングするこ−とが望ましいが、吸着剤を接着したクライ
オパネルは高温ベーキングを行うことができない。
〔発明の目的〕
本発明は上記の事情に対処すべくなされたもので、クラ
イオ面をアルミニウム系金属材料(アルミニウムあるい
はアルミニウム基合金〕の多孔質陽極酸化膜で形成する
ことにより、捕集面の実効面積が大きく、かつ、いかな
る形状にも容易に成形可能で、さらに、高温ベーキング
が可能なりライオパネルを提供することを目的とする。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
第1図は本発明の一実施例によるり2イオA?ネルの一
部の断面図である。図において、1はアルミニウム系金
属材料のクライオパネル基板(以下、・母ネル基板と称
する〕、2は陽極酸化膜、3は陽極酸化膜の孔である。
第1図では、パネル基板1に対して陽極酸化膜2の厚さ
が極端に大きく表現しである。しかし、実際は、z4ネ
ル基板1の厚みは数100μm〜1−程度であるのに対
し、陽極酸化膜の厚みは数〜数10μm程度である。第
1図の如く、陽極酸化膜2を拡大して示すのはその構造
を明確にするためである。
アルミニウム系金属材料における陽極酸化膜2は、アル
マイト膜と呼ばれ(以下、アルマイト膜と称する)、第
1図のように基板面に垂直にアルマイト膜2をほぼ貫通
する孔3を有する多孔質となっている。孔3の直径、密
度は電解液の温度、液濃度、電流密度に依存するが、通
常、孔径100〜300X、密度1010〜1O11/
cII  程度である。例えば、15%の硫酸電解液を
使用し、電圧15v1温度20℃、電流密度I Ald
&で実験した結果、孔径約160X、密度8刈0 /c
rIの多孔質アルマイト膜が得られた。
このようにアルマイト膜は多孔質であるため、その表面
積は平板なツタネル基板1に比較して著しく大きい。上
記電解条件の場合のアルマイト膜について、皮膜の厚み
を10μmとしてアルマイト膜20表面積を計算すると
、ツタネル基板1の1cdあたり約400aJとなる。
すなわち、実効的な表面積が平板なノ4ネル基板104
00倍に増大する。
クライオパネルでは、気体のクライオ面への入射頻度が
一定の場合、捕集された気体成分によるクライオ面の被
覆率は、クライオ面の表面積の逆数に比例して減少し、
この分だけ気体成分の捕集量を増やすことができる。。
従って、陽極酸化により多孔質アルマイト膜2を形成し
たアルミニウム系金属材料をクライオ・ぐネルとして用
いれば、平板のクライオ面を用いた場合に比較して、表
面積の増加分、例えば400倍の気体量を捕集すること
ができる。また、活性炭等従来用いられている吸着剤同
様、ヘリウム。
水素、ネオンを吸着する効果も有する。
気体捕集面の全表面積に関しては、従来用いられている
活性炭の粉体、あるいはアルミナの粉体の方が、粉体の
粒子サイズが小さい場合には、第1図のアルマイト膜2
のりライオ面よりも勝ることがある。しかし、第1図の
クライオ・母ネルには、従来技術では得られない利点が
ある。すなわち、陽極酸化法はいかなる形状のアルミニ
ウム系金属材料に対しても適用可能であるので、複雑な
形状のクライオパネルでも容易に全表面に多孔質アルマ
イト膜2を形成できる。
このため、従来の一面のみに吸着材を接着したり2イオ
パネルに比較し、いかなる方向から入射する気体成分に
対しても捕集能力が向上する。
また、パネル基板1自体の表面がアルマイト化されるの
で、従来のクライオ・母ネルのような吸着剤の接着手段
は全く不必要になる。さらに、アルマイト膜は機械的強
度、熱的安定性に優れているため、振動の大きな環境下
の使用やヒートサイクルの繰9返しにおいても、皮膜の
はく離は生じない。特に、ペーカブルなりライオポンプ
のクライオ面に第1図のクライオパネルを用いれば、高
温、例えば250℃でクライオ/4’ネルを含めてベー
キングすることが可能である。
なお、アルマイト膜2の厚さについては、普通のアルマ
イト加工で用いられている10〜数10μmで十分であ
るが、実効捕集面積を増加させるためには厚い方が好ま
しい。
第2図は本発明の他の実施例を示す。図において、4は
銅基板、5はアルミニウム系金属材料の皮膜である。皮
膜5の表面には、陽極酸化により多孔質アルマイトM2
が形成されている。
銅基板4と皮膜5とでパネル基板Jを形成する。
皮膜5は銅基板4の両面にクラッドされたものであシ、
厚みは数lO〜lOOμm程度である。
一方、銅基板4の厚みは数100μm〜1■程度である
ので、第2図では、構造をわかりやすくするために多孔
質アルマイト膜2および皮膜5の厚みを極端に大きく表
現しである。
アルミニウム系金属材料による皮膜50表面の多孔質ア
ルマイト膜2は、第1図の実施例の場合と全く同様に、
陽極酸化によって形成することができる。多孔質アルマ
イト膜2の厚みは10〜数10μm程度でよい。第2図
では、陽極酸化されていない皮膜5が残っているが、皮
膜5全体を陽極酸化して多孔質アルマイト膜2としても
よい。
上記構成によれば、銅はアルミニウムに比較し、熱伝導
率が約1.7倍高いため、第2図の構造のものをクライ
オ・母ネルとして用いた場合、第1図の実施例に比較し
、り2イオ・fネルの冷却効率が高い。他の効果は第1
図の実施例と同様である。
第3図に、本発明の一実施例に係るクライオパネルを装
着した真空装置の断面図を示す。第3図は、本件特許出
願に係る発明の発明者らにより、特願昭59−1402
41号において提案された二次イオン質量分析装置の試
料室に本発明の一実施例のクライオ・母ネルを装着した
ものである。図において、1はパネル基板、2は多孔質
アルマイト膜、6はヘリウム冷凍機、7はヘリウム冷凍
機のコールドヘッド、8はシールド板、9は試料ホルダ
、10は真空容器、11は主排気用イオンIン7′であ
る。分析用ビーム照射系および分析用検出器、試料移送
機構は省略しである。
パネル基板1は円筒形を有しており、主排気用イオンポ
ン′f1ノに相対する面は開口構造をとる。この他、図
中には示していないが、・!ネル基板lKは分析に必要
なビームの入射口、検出器の接続部、試料移送等に用い
る穴や切込みがある。パネル基板1は厚さImの銅板の
両面にアルミニウム層をクラッドしたものである。
クラッド層の厚さは、例えば、100μmであり、この
うち、例えば30μmを陽極酸化し、多孔質アルマイト
膜2としている。
第3図では、厚さ30μmの多孔質アルマイト膜2の厚
みを極端に大きく表現しである。多孔質アルマイト膜2
は、例えば15%の硫酸電解液を使用し、電圧15v、
電流密度3A/dtt?。
20℃で約30分間の陽極酸化を行うことによシ形成す
ることが可能である。
−44に基板1はコールドへラド7に取付けられ、試料
ホルダ9を囲む形で真空容器10内に装置されている。
真空容器10内は主排気用イオンポンプ1ノによって真
空排気され、この状態でヘリウム冷凍機6を作動させる
ことにより、クライオパネルは温度20Kに冷却される
。シールド板8はヘリウム冷凍機6によって77Kに冷
却され、室温である真空容器lOの内壁からの熱放射が
クライオパネルに及ぶのを防ぐ働きをする。ヘリウム冷
凍機6には、250℃でのべ、−キングが可能なタイプ
を使用しておシ、装置のペーキンダにおいては、クライ
オ/4’ネルも含めて真空容器10全体t−250℃に
加熱する。
クライオ/4’ネルが20Kに冷却されることにより、
主排気用イオンポン7”11で排気しきれなかった真空
容器io内の残留ガス成分は多孔質アルマイト膜2の表
面に捕集され、試料ホルダ9の周囲の真空度が大幅に向
上される。平板状のクライオ・臂ネルを用いた場合、試
料分析中の真空度は5X10Torrであるが、本実施
例のクライオツクネルではlX10Torr以下となる
ことが実験により確かめられている。これは平板状のク
ライオ/4’ネルでは、水素、ヘリウムに対する排気能
力が小さいため、これらの気体が真空中の主成分として
残留するのに対し、多孔質アルマイト膜2を使ったクラ
イオノ4ネルは、水素、ヘリウムに対しても大きな排気
能力を有するので、水素、ヘリウムの分圧が減少したた
めである。実験の結果、排気能力、連続作動時間とも活
性炭等従来の吸着剤を用いた場合と同等の性能であるこ
とが確認されている。
〔発明の効果〕
このように本発明によれば、捕集面の実効面積が大きく
、かつ、いかなる形状にも容易に成形可能で、さらに、
高温ベーキングが可能なりライオ・ぐネルを提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例のクライオツクネルの一部分
の断面図、第2図は本発明の他の実施例のクライオ・ぐ
ネルの肩l一部分の断面図、第3図は本発明の一実施例
のクライオツクネルを装着した真空装置の断面図である
。 J・・・パネル基板、2・・・陽極酸化膜(多孔質アル
マイト膜]、3・・・陽極酸化膜の孔、4・・・銅基板
、5・・・アルミニクム系金属材料の皮膜、6・・・ヘ
リクム冷[機% 7・・・コールドヘッド、8・・・シ
ールド板、9・・・試料ホルダ、10・・・真空容器、
11・・・主排気用イオンデンプ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. クライオ面がアルミニウム系金属材料の多孔質の陽極酸
    化膜として形成されていることを特徴とするクライオパ
    ネル。
JP4393685A 1985-03-06 1985-03-06 クライオパネル Granted JPS61205382A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4393685A JPS61205382A (ja) 1985-03-06 1985-03-06 クライオパネル

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4393685A JPS61205382A (ja) 1985-03-06 1985-03-06 クライオパネル

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61205382A true JPS61205382A (ja) 1986-09-11
JPH0312233B2 JPH0312233B2 (ja) 1991-02-19

Family

ID=12677577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4393685A Granted JPS61205382A (ja) 1985-03-06 1985-03-06 クライオパネル

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61205382A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5365742A (en) * 1991-01-25 1994-11-22 Saes Getters S.P.A. Device and process for the removal of hydrogen from a vacuum enclosure at cryogenic temperatures and especially high energy particle accelerators
AT409818B (de) * 1999-04-26 2002-11-25 Nikolai Dr Korpan Kryostat
JP2011526981A (ja) * 2008-07-01 2011-10-20 ブルックス オートメーション インコーポレイテッド クライオポンプの温度制御を行う装置および方法
CN103397999A (zh) * 2013-07-17 2013-11-20 安徽万瑞冷电科技有限公司 一种增加低温泵抽速的方法
WO2019208336A1 (ja) * 2018-04-25 2019-10-31 住友重機械工業株式会社 クライオポンプ、クライオポンプシステム、クライオポンプの再生方法
JP2022500587A (ja) * 2018-09-12 2022-01-04 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ コロラド, ア ボディー コーポレイトTHE REGENTS OF THE UNIVERSITY OF COLORADO, a body corporate 極低温実験及び超高真空(xhv)状態のための極低温冷却真空チャンバ放射線シールド

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5365742A (en) * 1991-01-25 1994-11-22 Saes Getters S.P.A. Device and process for the removal of hydrogen from a vacuum enclosure at cryogenic temperatures and especially high energy particle accelerators
AT409818B (de) * 1999-04-26 2002-11-25 Nikolai Dr Korpan Kryostat
JP2011526981A (ja) * 2008-07-01 2011-10-20 ブルックス オートメーション インコーポレイテッド クライオポンプの温度制御を行う装置および方法
CN103397999A (zh) * 2013-07-17 2013-11-20 安徽万瑞冷电科技有限公司 一种增加低温泵抽速的方法
WO2019208336A1 (ja) * 2018-04-25 2019-10-31 住友重機械工業株式会社 クライオポンプ、クライオポンプシステム、クライオポンプの再生方法
JPWO2019208336A1 (ja) * 2018-04-25 2021-04-30 住友重機械工業株式会社 クライオポンプ、クライオポンプシステム、クライオポンプの再生方法
JP2022500587A (ja) * 2018-09-12 2022-01-04 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ コロラド, ア ボディー コーポレイトTHE REGENTS OF THE UNIVERSITY OF COLORADO, a body corporate 極低温実験及び超高真空(xhv)状態のための極低温冷却真空チャンバ放射線シールド
US11946598B2 (en) 2018-09-12 2024-04-02 The Regents of of the University of Colorado, a body corporate Cryogenically cooled vacuum chamber radiation shields for ultra-low temperature experiments and extreme high vacuum (XHV) conditions

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0312233B2 (ja) 1991-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2277609C2 (ru) Многослойные покрытия из неиспаряющегося геттера, получаемые катодным осаждением, и способ их изготовления
JP3151033B2 (ja) 極低温における真空包被体、特に高エネルギー加速器から水素の除去のための装置および方法
Manico et al. Laboratory measurements of molecular hydrogen formation on amorphous water ice
RU2253695C2 (ru) Пористые газопоглотительные устройства со сниженной потерей частиц и способ их изготовления
RU2193254C2 (ru) Откачивающее устройство, предусматривающее применение неиспаряющегося геттера, и способы применения данного геттера
US2251190A (en) Method of producing neutrons
JPS61205382A (ja) クライオパネル
Suhrmann Electronic interaction between metallic catalysts and chemisorbed molecules
US3387767A (en) High vacuum pump with cryosorption pumping element
US3630690A (en) Hydrogen-pumping apparatus of laminated construction
EP0155700A2 (en) Apparatus for quantitative secondary ion mass spectrometry
Minato et al. Vacuum characteristics of titanium
Redhead Extreme high vacuum
Manini et al. NEG pumps: Sorption mechanisms and applications
JP5422104B2 (ja) 凝集系構造体の製造方法および凝集系構造体の製造装置
US4600660A (en) Foil material for the storage of hydrogen
JP2895554B2 (ja) 多層被膜を有する真空容器及び真空機器用部品
Holland Theory and design of getter-ion pumps
Holmgren et al. The Preparation of Thin Targets of Carbon and Oxygen
Rao et al. Cryosorption pumping of H2 and He With Metals and Metal oxides at 4.3 K
Ishimaru Developments and applications for all-aluminum alloy vacuum systems
CN221759514U (zh) 一种提高吸气效率的薄膜吸气剂结构
Mura et al. Use of getter-catalyst thin films for enhancing ion pump vacuum performances
Halama et al. Cryopumping of hydrogen and helium
TW571328B (en) Getter assembly applied in vacuum display panel