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※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
1 スコープ
このドキュメントでは、真空チャンバー用に設計されたコンポーネントおよび真空チャンバー全体のガス放出率を測定する手順について説明します。ガス放出速度は、23 °C で 10 -5 Pa m 3 s -1 (10 -2 Pa L s -1 ) 未満であり、高真空または超高真空の用途に適したデバイスから発生すると予想されます。ガス放出種または蒸気の分子量は 300 u 未満です。
総ガス放出速度の上限１０ －５ Ｐａ ｍ ３ ｓ －１は、ガス放出物質のサイズ、総表面積、組織または状態とは無関係に特定される。特定のガス放出率（面積あたりのガス放出率）が決定される場合、その領域は表面粗さを含む特定の表面積ではなく、公称幾何学的なものです。粉末、多孔質材料、非常に粗い表面、または複雑なデバイスなど、サンプルの公称幾何学的表面積を決定することが困難な場合は、質量固有のガス放出率 (例: グラムあたりのガス放出率) が使用されます。
多くの実用的なアプリケーションでは、総ガス放出率を決定するだけで十分です。感度がガス種に依存する測定器を使用する場合、総ガス放出速度は窒素当量で与えられます。ただし、ここで, 総ガス放出率が高すぎる場合は、妨害ガス種を特定し、サンプル材料を改善するためにそのガス放出率を測定します。このドキュメントでは、両方のケースについて説明します。
一部のガス放出分子は、測定の合計時間よりもはるかに長い滞留時間で表面に吸着する可能性があります。このような分子は、直接の視線がない場合、検出機器では検出できません。これは表面効果と見なされ、表面分析調査は、ここで検討されている一般的なガス放出速度測定よりも有用です。また、UV 光や X 線の照射によって表面から放出される分子は、このドキュメントの範囲外です。
このドキュメントは、さまざまな研究所でさまざまな方法で得られた値が比較できるように、ガス放出率の測定を標準化するために書かれています。この目的のために、記載されている方法のいずれについても、各方法の最も重要なパラメータについて、計量レベルに従って国際システム (SI) にトレーサビリティが提供されます。
主に宇宙船や人工衛星の材料の試験用に開発された質量損失によるガス放出速度の測定は、ガス固有のものではありません。許容可能な測定時間については、質量損失測定では、高真空および超高真空コンポーネントの場合よりも大幅に高いガス放出速度 (>10 -5 Pa m 3 s -1 ) が必要です。また、天びんは真空に対応していないため、真空チャンバーの重量により、その場でサンプルを測定することはできません。これらの理由から、このドキュメントでは質量損失の測定は考慮されていません。
このドキュメントのユーザーは、高真空および超高真空技術と、イオン化ゲージや四重極質量分析計などの対応する測定機器に精通していることを前提としています。
1 Scope
This document describes procedures to measure outgassing rates from components designed for vacuum chambers and of vacuum chambers as a whole. The outgassing rates are expected to be lower than 10−5 Pa m3 s−1 (10−2 Pa L s−1) at 23 °C and to emerge from devices that are suitable for high or ultra-high vacuum applications. The molecular mass of the outgassing species or vapour is below 300 u.
The upper limit 10−5 Pa m3 s−1 of total outgassing rate is specified independent of the size, the total surface area and texture or state of the outgassing material. If a specific outgassing rate (outgassing rate per area) is determined, the area is not a specific surface area including the surface roughness, but the nominal geometrical one. When it is difficult to determine the nominal geometrical surface area of the sample, such as powders, porous materials, very rough surfaces, or complex devices, mass specific outgassing rate (e.g. outgassing rate per gram) is used.
For many practical applications, it is sufficient to determine the total outgassing rate. If a measuring instrument, which sensitivity is gas species dependent, is used, the total outgassing rate are given in nitrogen equivalent. In cases, however ここで, the total outgassing rate is too high, the disturbing gas species is identified, and its outgassing rate is measured in order to improve the sample material. This document covers both cases.
Some outgassing molecules can adsorb on a surface with a residence time that is much longer than the total time of measurement. Such molecules cannot be detected by a detecting instrument when there is no direct line of sight. This is considered as a surface effect and surface analytical investigations are more useful than general outgassing rate measurements considered here. Also, molecules that are released from the surface by irradiation of UV light or X-rays, are out of the scope of this document.
This document is written to standardize the measurement of outgassing rates in such a way that values obtained at different laboratories and by different methods are comparable. To this end, for any of the described methods, traceability is provided to the System International (SI) for the most important parameters of each method and according to the metrological level.
Outgassing rate measurements by mass loss, which were mainly developed for testing of spacecraft and satellite materials, are not gas specific. For acceptable measurement times, mass loss measurements require significantly higher outgassing rates (>10−5 Pa m3 s−1) than typical for high and ultrahigh vacuum components. Also, it is not possible to measure the sample in situ due to the weight of the vacuum chamber, since the balances are not vacuum compatible. For these reasons, mass loss measurements are not considered in this document.
It is assumed that the user of this document is familiar with high and ultra-high vacuum technology and the corresponding measuring instrumentation such as ionization gauges and quadrupole mass spectrometers.