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    • アウトガス:システムのガス負荷の主要要因

    システムのガス負荷にはいくつかの要因があります。10 Pa以下の圧力では、最も支配的なのは「アウトガス」であることが多いです。

    アウトガスとは、すでに吸着した分子の脱着、バルク拡散、透過、気化の結果である。吸着は、物理吸着と化学吸着の2つの主な過程を経て起こり、5つ(または6つ)の分類等温線を用いて表現することができます。

    ガス負荷への影響はどこからくるのか?

    脱離速度、排気速度、および表面への吸着量から、システムの正味のアウトガスを計算することができます。

    図1に見られるように、システムのガス負荷への影響は以下からもたらされます。

    1. システム内の初期ガスまたは「バルク」ガス
    2. プロセス負荷
    3. 逆流
    4. リーク
    5. アウトガス

    プロセス負荷のない高真空(HV)のリークタイトシステムでは、アウトガスはガス負荷の100%である可能性があります。

    Turbo molecular pumper system diagram

    図1: 真空システム内のガス負荷

    1. プロセス負荷
    2. アウトガス
    3. リーク
    4. 逆流
    5. 初期ガス

    ガス負荷に対する様々な化学種の相対的な影響は、圧力によって変化します。

    多くのHV用途では、アウトガスの観点から水蒸気が主な懸念事項です。しかし、すべての金属システムでUHVを達成するためには、H2のアウトガスが重要です。

    下の表は、様々な圧力における典型的な主要ガス負荷を示しています。

    圧力 (Pa)

    主要なガス負荷

    大気圧

    Air (N2, O2, H2O, Ar, CO2)

    10-1

    Water vapour (75-95%), N2, O2

    10-4

    H2O, CO, CO2, N2

    10-7

    CO, H2, CO2, H2O

    10-8

    H2, CO

    10-9

    H2, CO

    アウトガスに影響を与える4つの主なメカニズム

    1. 実際の表面材料自体の気化(金属の場合、これは一般的な使用温度では無視できるほど小さいです)
    2. 脱着:これは吸着の逆のプロセスであり、チャンバーと内部備品の表面に結合した分子の放出です。
    3. 拡散:材料の内部構造から表面への分子の移動
    4. 透過:外部雰囲気からバルクを通って真空表面への分子の移動

    これらのそれぞれがどの程度アウトガスに影響するかは、ガスと表面材料(およびその履歴)の両方の組成に依存します。アウトガス発生率は、これらの影響度の合計です。

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