2023 Fiscal Year Annual Research Report
表面科学研究に基づく高排気速度低活性化温度長寿命非蒸発型ゲッターの開発
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19K05280
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
菊地 貴司 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 専門技師 (30592927)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
間瀬 一彦 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (40241244)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 非蒸発型ゲッター / 非蒸発型ゲッターポンプ / 残留ガス分析 / 排気速度測定 / チタン / 窒化チタン / 電子顕微鏡 / 放射光光電子分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
真空中で加熱すると反応性の高い表面が生成し（活性化）、残留ガスを排気する材料を非蒸発型ゲッター（NEG）と呼ぶ。NEGを利用したNEGポンプは、省エネルギー、大排気速度、無振動、軽量といった利点があり、加速器、電子顕微鏡等に広く使われている。しかし市販のNEGには、活性化温度が300℃以上、大気導入と活性化を繰返すと排気性能が低下する、といった欠点があった。本研究の目的は、排気速度が大きく、H2Oも排気でき、活性化温度が100～150℃と低く、大気導入と活性化を繰返しても排気性能が低下しない新しいNEGを開発することである。これまで、新しいNEGである無酸素Ag/Pd/Ti蒸着膜を開発したが、内面に無酸素Ag/Pd/Tiを蒸着した真空容器は150℃で3時間ベーキングしたあとの残留ガス測定で、無酸素Pd/Ti蒸着膜と比較して、H2とH2Oをあまり排気しないことがわかった。そこで、超高真空下で純度99.995%のTiを蒸着したのち、純度99.9%の窒素を導入して表面を窒化することで、新しいNEGである表面部分窒化高純度Ti蒸着膜を開発した。内面に表面部分窒化高純度Tiを蒸着した真空容器は、真空排気、185℃、6時間ベーキング、真空封止すると10-7 Pa台の超高真空を維持すること、真空封止下でH2、H2O、O2、CO、CO2の分圧は10-8 Pa程度以下に保たれること、高純度N2導入、大気曝露、真空排気、185℃、6時間ベーキングのサイクルを30回繰返しても残留ガスを排気することを見出した。さらに、表面部分窒化高純度Ti蒸着を放射光ビームラインBL-12Cの上流部、12A、BL-11の真空ダクトに応用した。また、表面部分窒化高純度Ti蒸着の放射光ビームラインへの応用の成果を国際会議MEDSI2023（2023年11月6－10日、北京）で報告した。
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[Presentation] Application of surface-partially nitrided high-purity Ti as a nonevaporable get-ter for synchrotron radiation beamline2023
Author(s)
Takashi Kikuchi, Masato Ono, Namiki Uezono , Ryoma Kataoka , Hirokazu Tanaka, Takuji Ohigashi, Hiroaki Nitani, Kazuo Yoshioka, Ichiro Yoshikawa, Takeaki Sakurai, Kazuhiko Mase
Organizer
MEDSI2023
Int'l Joint Research
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