真空の定義

※本資料は個人の学習用として制作されたものであって、内容の信憑性については保証しません。


ニュートン(N):1kgの質量に1秒間で秒速1mの変化を生ずる力を1ニュートンとする。たとえば1kgのものは地球上で9.8N
パスカル(Pa):1平方メートルあたり1ニュートンの圧力で1パスカル
大気圧は水銀柱を760mm持ち上げることができる。(760mmHg)
水銀の密度は13.5g/cmであることから、1平方cmの水銀柱の場合には、1026gの重量がかかっていることが分かる。
つまり、10.0548 ニュートンの力が1x10-4の面積の中にかかっていることになる。
つまり、100548 パスカルもの圧力が大気圧にはかかっている。

1/760気圧の場合には133Paと表記できるが、これを1torrとして表記する。

気圧(atom) パスカル(Pa) Torr (=mmHG) 分子数(/1ml) 平均自由工程(km)※ 特記事項
1 100548 760 2.46358E+19 7.33466E-11
0.001315789 133 1 3.24155E+16 5.57434E-08
9.89315E-06 1 0.007518797 2.43726E+14 7.41387E-06
1.31579E-09 0.000133 1E-06 32,415,517,270 0.055743365 最もよく使われている真空。平均自由工程は計算値で、実際には50m程度の場合が多い。
9.89316E-10 0.0001 7.5188E-07 24,372,569,376 0.074138675 最もよく使われている真空。平均自由工程は計算値で、実際には50m程度の場合が多い。
9.89315E-14 0.00000001 7.5188E-11 2,437,256 741.3870466 (分子数は計算値で実測値ではない)
9.89315E-14 0.00000001 7.5188E-11 3,550,000 509 実用上の最高の真空
※平均自由工程: 気体分子が衝突から次の衝突に飛行する平均距離のこと。

※真空度が10倍高くなると、平均自由工程が10倍増し、さらに不純物が1/10に減る。
※真空にすると残留する期待は、空気の成分と全く違う。油拡散ポンプで排気した場合には、水、水素、窒素、一酸化炭素、二酸化炭素、アルゴンなどが主成分。また、ポンプ油の分解生成物も現れます。
※大気圧から1Paまでは「あらびきポンプ」、その後真空まで持っていくのに「本びきポンプ」を使う。
※ヒーターを使って「焼きだし」を行うと、その後よりよい真空を得ることができる。蒸気圧の低い不純物を無理やり蒸発させるイメージ?
(蒸気圧:ある一定温度で、気相と液層(または固相)が平衡状態になるときの気相の圧力のこと。蒸気圧が高いほど蒸発しやすい物質)



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