真空について

質問

真空管についてご教授願います。
（真空管に限ったわけではありません。
真空度は超高真空度です。）

通常、ベーキングしながら排気し、
封止する工程である程度冷やしてから、
封止するのが一般的だと聞きました。
（これを封止工程1と定義します）

しかし、封止工程において、
そのまま高温の状態で封止すると、
内部の真空度が劣化しないことから
封止工程1よりも良いとも聞きました。
（これを封止工程2と定義します）

一般的には、封止工程2だと
内部に残留ガスが残ると考えられ、
封止工程1だと残留ガスが残らない
（残っても封止工程2ほどではない）
ということらしいのですが、
これはいったいなぜでしょうか？？

もしくは封止工程2の方が残留ガス除去の観点から
有利なのでしょうか？

また、封止工程1および封止工程2のメカニズム
（なぜ封止工程1だと残留ガスが残りにくいのか、
なぜ封止工程2だと残留ガスが残ると考えられるのか）
についても、ご教授願います。

当方、真空については素人同然ですので
あまり専門的なことはわかりません。

よろしくお願いします。

回答No.3

chiaki_primary · ベストアンサー

ポンプの排気能力や残留ガスの量等によります。

温度によりますが、ベークすると
一般に2～3桁ほどは、真空度が変わるはずです。
変わっていない場合はポンプが能力を持っていないか、
ベーク時間が足りないと考えられます。

冷やした際の到達圧力で、
ポンプが十分に排気能力を持つ場合は
工程1がよいでしょう。

冷やした際の到達圧力で
ポンプが十分に排気能力を持たない場合は
工程2がよいです。

真空が劣化する、残留ガスがある、というのは
表現があいまいでよくわかりません。

水はかなりゆっくり出てきますので、
冷やした後、だんだん悪くなってきます。
これを劣化というのでしたら、
工程1では水が再付着する場合がありますので
ありえます。

お礼

回答ありがとうございます。

ポンプの性能については問題ないと思います。

ということはやはり工程1がいいのでしょうか？？

回答No.2

kenojisan

私は主に金属製の超高真空装置を扱っている技術者なので、封止に関しては理解不足が有るかも知れませんが。

ベーキングに関しては#1さんが説明されている吸着ガスの放出や、真空内部の物質に含まれている様々な放出ガス源（金属中に溶け込んでいる不純物なども）を、加熱することで短時間に強制放出させることが目的です。

　封止工程１ですが、冷却過程で有る程度放出ガスが真空管内壁等に再吸着する恐れが有りますが、真空管の大きさに対して十分な能力の高真空ポンプを使っていれば、放出ガスの大半は排出されると考えられます。
　一方、封止工程２ですが、高温状態で封止してしまうと室温に戻るまでまだしばらくは放出ガスが続くはずで、そのガスを排気することが出来ません。ガスは一部が管内壁などに再吸着し残りは残留ガスとして真空を劣化させると思います。
　私は、工程１の方が高真空になると思いますが。どうしても確認したいなら、ポンプと真空管の間に真空バルブと真空計をつけて、工程１の場合と工程２の場合の真空度を計測してみてはどうでしょうか？

お礼

回答ありがとうございます。

回答者様の言われる通り、封止工程1における
真空ポンプは性能については問題ないようです。
残留ガスについても、ゲッターに付着させることから
真空度については問題ありません、と理解していました。

ところが、どういうわけか、封止工程1よりも
封止工程2の方が真空度が良くなるという話を
聞いたことから、今回の質問となりました。

これからもうちょっと詳しく調査するようなので
その結果次第かなと思います。

回答No.1

sanori

真空管の封止工程については詳しくないのですが、回答します。

一般に真空容器の真空度を向上する方法として、ベークは常套手段です。
ベークの目的は、真空容器の内壁に吸着しているガス分子を飛ばすことです。
ですから、真空容器を高温に保ったまま封止を行なう方が、当然、出来上がりの残留ガス濃度が小さくなります。
いったん高温でベークした後に温度を下げてしまうと、ガス分子が内壁に少し吸着してしまい、結果として残留ガス濃度が上昇してしまいます。

ところで、ちょっと不安に思ったのですが、

＞（なぜ封止工程1だと残留ガスが残りにくいのか、
なぜ封止工程2だと残留ガスが残ると考えられるのか）

は、文章が逆なのですよね？

お礼

回答ありがとうございます。

＞＞（なぜ封止工程1だと残留ガスが残りにくいのか、
＞＞なぜ封止工程2だと残留ガスが残ると考えられるのか）
＞は、文章が逆なのですよね？
逆なのかどうかもあまりよくわかっていない状態です。
ひょっとすると逆なのかな…？と思いながら書きました。
本当は逆なのでしょうか？