Low Outgas Surface Treatment of Stainless Steel 316L Using Segregated Chromium Oxide Layer

Abstract

We have developed chromium oxide layer segregated on electrolytic polished stainless steel (SS316L) surface as inner coat of the ultra-high vacuum chamber. In order to investigate the superiority of the surface of chromium oxide on electrolytic polished surface compared with the only electrolytic polished surface, the thermal desorption characteristics and the initial exhaust characteristics after the air exposure were investigated. We found that the initial evacuation such as mass number m/z＝14 (mixture of N and CH2) and 18 (H2O) as well as reduction of hydrogen release amount in temperature raising desorption is faster than electrolytic polished surface. It was found to be suitable for surface treatment when quick exhaust of high vacuum region such as a load lock chamber is desired.

Effect of Electropolishing Conditions on the Outgassing Properties of Stainless Steel Surface Electropolished by Wiping and Immersion Methods

“…これまで多くの研究がなされており [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10] ，鋼種，表面の平滑 性，および表面酸化膜の微細構造などによって大きく変化す ることが報告されている 3,4) ．電解研磨後のステンレス鋼表面 にはクロムリッチ酸化膜が形成され 11,12) ，これは鉄酸化物よ りも安定で高密度であることから内部からの水素の脱離が抑 制されると考えられている 13,14) ．一般的な高真空システムに おいてはステンレス鋼製チャンバーの内壁表面に吸着した水 分子を脱離させるため通常 423-523 K でベーキングが行われ ており [15][16][17] ，このベーキング処理によって水の放出はほとん ど起こらなくなり，残留ガス種の 90％以上は水素となる 5,16) ． この水素放出の原因となるステンレス鋼内部の固溶水素を脱 離させるためには 723 K 以上の温度でベーキングを行わなけ ればならない 18) ．しかし，673 K でベーキングしたステンレ ス鋼の表面には孔食点が現れるため 19) ，表面処理での脱ガス が重要になる．表面処理法の 1 つである電解研磨は，一般的 には加工品を電解液に浸漬する方法 (以下，浸漬法，ImEP と 呼ぶ) で行われており，ステンレス鋼表面を平滑にして耐食 性を高めるとともに，超高真空中で表面からの水と水素の放 出量をバフ研磨や電解複合研磨 20) に比べて少なくすることが できる 18,21) ．著者らは，カソードに装着した不織布に電解液 日 本 金 属 学 会 誌…”