真空チャンバー内の熱電対温度測定について

kougakubuです。
　真空チャンバー内の熱の伝わり方について質問です。ヒータを使って，大気中と真空中とでSUS基板を加熱した時，基板の温度特性や到達温度に違いが出るのでしょうか？ご存知の方教えてください。
　私は真空中で加熱した時の方が，周りに伝えるもの(酸素？)が限りなく少ないので大気中の方が基板温度が高まると思うのですが・・いかがでしょうか？でも，大気中で加熱すると酸化してヒーターが傷んでしまいそうですね。・・・
宜しくお願いします。以上。

No.2 ベストアンサー 回答者： First_Noel 回答日時： 2003/12/05 13:37

熱伝導と熱輻射は，大気中であれ真空中であれありますが，

大気中の場合は熱伝達での散逸分がかなり効きますので，
真空中の方が到達温度は高いと予想されます．

しかし温度があがれば温度の４乗で熱輻射も増大するので，
極端には違わないかも知れません．

また酸化については，電熱線が剥き出しになっている場合は
もろにやられると思います．

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
高温になると輻射の影響であまり違いは出ない可能性があるんですね。また，真空度や基板とヒータの距離・セッティング方法，熱容量などの加熱条件で一概には言えないのかもしれませんね。勉強になりました。

お礼日時：2003/12/05 19:53

No.5 回答者： noname#21649 回答日時： 2003/12/09 02:59

余計不安になってきました。

あるごんとかヘリウム気流中で行っている場合は.比較的安定なのですが.空気とかチッソを使っている場合には.酸化物と窒化物の影響を受けます。
窒化物が生成するような条件ですと.生成した窒化物が起爆剤の場合がありますので.窒化物の生成には十分気をつけてください。危なくてしょうがないから。

後怖いのが一酸化炭素。黒鉛炉を使っている場合で.空気中の場合に.一酸化炭素が生成します。真空中で一酸化炭素生成で.適当に温まっている金属とくれば.金属一酸化炭素錯体.つまり.極端に発ガン性が高い発ガン部室の生成です。

金属の蒸発も怖いですよ。通常ちょっと減圧したくらいで200－500度という比較的温度が低い領域で蒸発する不純物といえば.水銀・鉛・砒素・セレン・銀....。金属は比較的安定ですから.肺に入るとかなりの期間排泄されません。忘れた頃に重金属中毒が待っています。

この回答へのお礼

追記ありがとうございます。
＞余計不安になってきました。
誤解があったようで申し訳ありません。使用するガスは酸素，或いはアルゴン，ネオン，キセノン..などの希ガスのみです。
窒素物，黒鉛炉(一酸化炭素)は使用しません。
金属粉は怖いですね。

お礼日時：2003/12/09 21:26

No.4 回答者： noname#21649 回答日時： 2003/12/07 03:07

ちょっと雰囲気でひとつ追加します。

真空中の加熱全般では加熱によって.
黒度が温度によって変化する場合（ヒーターと加熱対象物の両方）
表面か変化する場合（残存酸素による酸化皮膜生成・過熱による表面酸化物の分解・蒸発）で.結果的に黒土が変化します。
があります。輻射伝熱の場合に.表面を覆っている物の化学変化と相変化に注意が必要です。

この回答へのお礼

追記ありがとうございます。
「残存酸素」と「表面を覆っている物」に注意ですね。加熱後の「ヒーターと加熱対象物の両方」の観察で色々わかりそうですね。・・・温度測定方法にも注意が必要になってきそうです。今考えているクロメル・アルメル熱電対での測定も再検討してみます。

お礼日時：2003/12/07 16:35

No.3 回答者： noname#21649 回答日時： 2003/12/06 02:40

＞ポンプにて10のマイナス３乗程度の高真空を言います。

より.対流は関係なし。

＞ステンレス製基板をヒーター(電熱線)の上に載せて加熱する
ので.直接触っていません。したがって.吸熱量は輻射のみ。
また.廃熱は.同じ理由で輻射のみ

よって.
真空中は輻射伝熱だけ考えます。
空気中は.輻射伝熱のほかに.空気に熱が移動するので伝熱（総括伝熱係数が化学工学か空調関係に載っているので探してくダサい）も考えます。空気中の場合は.対流があるので拡散層の厚さが変化します。風速の関数になります。

この回答へのお礼

回答ありがとうございました。
高真空下での対流は，考えなくてよかったのですね。勉強になりました。

お礼日時：2003/12/06 16:23

No.1 回答者： noname#21649 回答日時： 2003/12/05 03:55

「SUS基盤」という物を知らないので.「金属製板」と考えてよいのでしょうか。

「真空中で加熱」がまずわかりません。輻射ですか.伝熱ですか。黒土をどの程度に考えますか。
「真空」の程度は.ある「真空乾燥機」では10-30mmHg程度を「真空」としていましたので.この程度ですと.対流を考える必要があります。

この回答への補足

説明不足ですみません。
・SUS基板とは，ステンレス製板(20mm角)です。
・真空中で加熱というのは，ステンレス製の真空チャンバー内を真空ポンプにて10のマイナス３乗程度の高真空を言います。
・黒土は，ステンレス製基板をヒーター(電熱線)の上に載せて加熱するので程度はありません。

補足日時：2003/12/05 19:44