真空引き装置について教えてください。

Question

真空引き装置について教えてください。

測定したいものをチャンバーにセットして真空引きします。そのチャンバーをアルミホイルで覆っているところがあります。どんな効果があるのでしょうか？

Accepted Answer

怪しい回答がついているので、回答(1)の補足です。

アルミホイルを使う意味は2点。
1.真空チャンバーの周囲に隔離された空気層を作り、対流による熱損失を抑制すること。
2.アルミの輻射率の高さにより、輻射による熱損失を低減すること。
つまり、熱移動の3経路である熱伝導・対流・輻射のうち2経路を抑制することが目的です。
なお、熱伝導は固体中の熱移動なので、後から抑制は出来ないのと、その経路となる装置の支持部は断面積が比較的小さいのでほぼ無い物と扱うことが多いです。

アルミホイルの厚み(約0.01mm)とチャンバー壁の厚み(薄くて2mm)の違いは熱伝導率の違いAl:236W/m/KとSUS：17W/m/Kを考慮しても、熱の伝わりやすさは約7倍違います。
(断熱、つまり冷却をうけなくなることでのムラの緩和は発生します。)
なお、温度ムラが許されない装置においては、チャンバーへのヒーターとアルミホイル巻き付けではなく、装置周囲に断熱材で箱を組み立て、その中で熱風を循環させ、全体をゆっくり均一に昇降温させる手法がとられます。

次に断熱材でなく反射材との指摘ですが、反射材として用いるなら、アルマイトの無い面を常に内側にして巻く必要がありますが、アルミホイルの向きはどちらも使われます。これは、アルマイトの無い面が内側なら赤外線反射での輻射抑制が発生し、外側であっても、反射率が高い＝輻射率が小さくという性質から、赤外線として外部に流出する熱が少なくなるからです。
故に、赤外線の反射材ではなく、輻射損失に対する断熱材とするのが適当といえます。

Answer

回答(1)(2)さんがお示しのアルミ箔の効用は、断熱材というよりは、赤外放射に対する「反射材」と理解した方がよさそうに思います。チャンバー内に設置したヒーターから放射される赤外放射を反射することで、外に漏れるエネルギーをチャンバー内に戻して、効率よく所要の昇温ができるための仕掛けと理解したら如何でしょうか。

お礼

2019/06/13 06:00

アルミ巻くだけで違うとは。
ありがとうございました。

質問者

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Answer

ベーキングの際に熱にムラが出来ないように巻いてあるのです。
ベーキングwikiより　真空装置の脱ガス
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%99%E3%83%BC%E3%82%AD%E3%83%B3%E3%82%B0

Answer

超高真空を作るために必要なベーキングという作業のための断熱材としてアルミホイルが使われます。
ベーキングというのはチャンバーを真空排気しつつ、約200℃で数日程度、加熱することです。
この時、ヒーターの電力低減のために断熱材でくるんだ方が良いのですが、そのために必要な箔、フィルム状の部材では、人体に無害で、200℃に耐え、入手性が良い部材というのがアルミホイル位しかありません。

真空引き装置の効果とは？