中古真空加熱装置の在庫・価格

真空加熱装置は、密閉した容器内を真空ポンプで減圧し、大気圧より低い圧力のもとで試料や部品を加熱する装置の総称である。酸素や水分を排除して加熱するため金属の酸化や脱炭を抑えられるほか、減圧で沸点が下がることを利用した低温での均質な乾燥や、表面に付着した水分・不純物を蒸発させる真空ベーキング(脱ガス)が可能になる。対象は数十℃の乾燥から2000℃を超える焼結まで幅広く、加熱と成膜や雰囲気封止を組み合わせた閉鎖系の処理装置もこの種別に含まれる。
構成は真空容器、ヒータと断熱構造、温度センサと調節計、真空排気系、ガス導入・冷却系、安全回路からなる。真空中では対流による熱伝達がほぼなくなり、加熱は主に輻射と、棚や治具からの伝導に頼る。そのため温度分布はヒータ配置やシールドの設計に左右され、低温域では大気中より昇温が遅くなりやすい。
温度域によって構造は大きく変わる。典型的には、40〜200℃程度の低温域では容器外壁にバンドヒータやリボンヒータを付ける外熱式が多く、常温に近い温度の安定制御には温水や熱媒油の循環も使われる。200〜700℃程度の中温域ではシースヒータを容器内に置き、K型熱電対で測温し、容器はステンレス鋼とするのが一般的である。700〜1500℃程度の高温域ではカンタル線、炭化けい素、モリブデン、カーボンなどのヒータを用い、1000℃を超えるとS・R・B型の白金系熱電対が使われる。1400〜2300℃程度の超高温域ではタングステンやカーボンのヒータに放射温度計を組み合わせる。高温域の容器は水冷ジャケット付きの二重構造とし、メタルヒータではモリブデンやステンレスの板を数枚重ねた輻射シールドで断熱する。カーボンヒータは低コストだが微粉の発生が避けにくく、清浄度を重視する場合はメタル系が選ばれる。小型の研究用には、アルミナ管(約1600℃まで)や石英管(約1200℃まで)を炉心管とする外熱式もある。
排気系は必要な圧力で決まる。数Pa程度までの低真空なら油回転ポンプやドライポンプ単体で足り、0.1Paから10^-5Pa台の高真空にはターボ分子ポンプや油拡散ポンプを補助ポンプと組み合わせる。清浄度が問われる場合は油蒸気による汚染を避けるため、ドライポンプとターボ分子ポンプやクライオポンプの組み合わせが一般的である。加熱中は材料や容器壁からの放出ガスと配管抵抗で容器内圧力がポンプ吸入口より高くなるため、排気能力には余裕を見ておく。
運転は排気、昇温、保持、冷却、大気復圧の工程を自動または手動で行い、温度はプログラム制御か定値制御とし、設定値付近はPID制御で追従させる。ヒータの異常昇温、冷却水不足、ポンプ故障などを検知してヒータや装置全体を止める安全回路を備えるのが一般的である。最近は排気後にガス置換し、ガス濃度や圧力を管理しながら加熱する使い方も増えている。
用途は温度域ごとに分かれる。低温域では粉末食品や電子部品の乾燥、有機EL材料の開発、中温域ではガラス基板や半導体製造装置部品のベーキング、電池材料の焼成、高温域では工具鋼の焼入れ・焼戻し、粉末金属の焼結、異種金属のろう付け、超高温域ではセラミックスの焼成・焼結が代表例である。選定時は最高温度と温度均一性、処理中の圧力、有効寸法、清浄度、冷却方式をあわせて確認したい。