改質雰囲気用オーブンおよびチャンバー炉オプション
オーブンやチャンバー炉用の改質雰囲気ソリューションであるCarbolite Geroには、レトルトを内蔵した製品、オプションのレトルト装置、さらには完全にカスタマイズされたソリューションがあります。
Carbolite Geroは、700℃までの温度に対応するHTMAシリーズの修正雰囲気オーブンを製造しています。これらのオーブンは、酸素濃度を非常に低くすることを目的とした不活性雰囲気の優れた制御を実現するために特別に設計されています。
パージガスとプロセスガスの流量を別々に制御することで、チャンバー内の大気をパージした後、プロセスガスをより低い流量で使用することができます。パージガスとプロセスガスの切り替えは、手動で行うこともできますが、オプションで自動プログラム制御システムを追加することもできます。酸素濃度は50ppmまで達成可能です。
改質された雰囲気を維持するためには、密閉された容器が必要です。チャンバー炉では一般的にレトルトが使用され、この要件を満たします。オプションの改質雰囲気装置および付属品は、異なるガス、真空、または改質雰囲気なしの複数の用途に製品を使用できるため、運用の柔軟性が向上します。
レトルトは、酸化防止や表面硬度の向上など、制御された不活性または反応性の雰囲気を必要とする様々な熱処理プロセスに使用できます。A105レトルトは、シリコンゴム製のシールを採用しており、砂製のシールを採用したA107レトルトよりも低い酸素濃度を実現しています。最高使用温度1100℃のNiCr合金（インコネル）または最高使用温度1050℃の314グレードのステンレス鋼で製造されています。
A105NiCr合金（インコネル）製のレトルトは、シリコンゴム製のシールが付いた取り外し可能な前面開口部の断熱ドアで密閉されています。ガスの入口と出口の接続は、前面から簡単にアクセスできます。適切な不活性ガスでパージすれば、酸素レベルは30 ppmまで達成可能です。
CWF実験室用炉のA105レトルトには、ドアの中央に3mmの熱電対グランドが付いています。炉はレトルトの有無にかかわらず使用できるように改良されているため、レトルトと炉は一緒に注文する必要があります。A105レトルトは、水素を安全に使用するための実験用ガス安全システムと組み合わせて使用することができます。
A107 NiCr合金（インコネル）製のレトルトで、蓋が浅く取り外し可能で、深いベースの上にサンドシールで固定されています。焼きなましやパック浸炭に使用できます。
ガスの出入り口は、炉の扉のスロットを介して前面に取り付けられています。炉はレトルトの有無にかかわらず使用できるように改造されているため、レトルトと炉を一緒に注文する必要があります。
GLO焼鈍炉は、真空タイトレトルトを採用しており、発熱体の位置も対称性の高いものとなっています。円筒形レトルトの前面扉は、必要に応じて加熱することができ、外部からの空冷や、オプションの高速冷却システムにより低温の不活性ガスでパージすることもできます。
GPCMAの改良型チャンバー炉は、金属製レトルトを装備し、制御された雰囲気の加熱空間を提供します。最高温度はレトルトの材質に応じて、1000℃から1150℃の範囲で提供されます。レトルトの作業容積は37～245リットルです。用途に応じて、酸素濃度を30ppmまで下げることができます。DMLSをはじめとする積層造形物の応力緩和に最適です。
チャンバー炉よりも高い温度の場合は、真空炉を使用して3000℃までの改質された雰囲気を作ることができます。
カーボライト・ゲロでは、真空炉として真空チャンバー炉、真空フード炉、ボトムローディング炉、実験用真空炉、真空チューブ炉を提供しています。各炉では、反応ガスまたは不活性ガスのいずれかを使用できます。 真空炉シリーズ製品の大部分は、金属、グラファイト、またはセラミック断熱材を使用しています。 ご要望に応じて、グラファイトモデルを最大3000°Cで安全に動作するように構成できます。
Carbolite Geroは、標準的な変性雰囲気装置や製品に加えて、複雑な熱処理プロセスのためのカスタマイズされた装置の開発にも精通しています。
お客様の個別のアプリケーション要件を解決することで、Carbolite Geroは、世界各地の航空宇宙、エンジニアリング、材料科学、医療、バイオサイエンス、受託試験ラボなどで重要な位置を占めています。
このHTMA 6/220を大量の半導体ウェハーの熱処理用に改造した。この工程では、厚さ50～200マイクロメートル（μm）の8インチのシリコンウェハに、330ナノメートル（nm）の金を合金化した。そのウェハを薄くし、厚さを変えていく。
オーブンには、420℃から200℃まで20分で急速に冷却する高速冷却オプションが搭載されています。オーブンの背面には2台の冷却ファンが設置されています。
断熱材と庫内壁の間に設置されたダクトから、庫外に冷気が吹き出されます。冷却を必要としないときに余分な空気が流れないように、排出管には自動バタフライバルブが設置されています。
温度コントローラーは、ドアインターロックの状態を利用してプロセスサイクルを自動的に開始または停止するようにプログラムされており、これにより連続サイクルが可能になります。加熱は、チャンバー内の酸素濃度が一定の閾値を下回ったことをラムダセンサーが検知したときに開始されます。例えば、酸素濃度が50ppmになると、温度プログラムが開始されます。
このほかにも、チャンバー内の棚の位置をカスタマイズして、各棚にウェハーのラックを設置できるようにしたり、アルゴンなどの代替ガスに対応するために流量計を追加したり、オペレーターが作業しやすい位置までオーブンを上昇させるためのフロアスタンドをオプションで用意したりしています。また、温度コントローラーは、パージガスとプロセスガスの流量を自動的に切り替えるように設定されています。
連続した処理サイクルを維持するためには、200℃でドアを開けてアンロードとリロードを行ったときに、HTMAが温度とチャンバー内の酸素濃度の両方の点で、すぐに最高の動作状態に戻ることが重要でした。
グラフを見ると、オーブンのドアが開いた時点で酸素レベルが急激に上昇し、その後、ドアが再び閉じたときに窒素パージフローが自動的に作動して、酸素レベルが急激に低下していることがよくわかります。これは、オーブンに取り付けられたラムダセンサーと、独立した酸素分析計の両方で記録されたものです。
多孔質材料を熱処理する際には、真空ポンプを使ってレトルト内を常温で排気し、不活性ガスを再充填する必要があります。
これにより、パージのみの場合と比較して、より純粋な雰囲気を得ることができます。
この炉は、生産化学用の触媒材料を焼成（熱分解）するために設計されています。
そのため、レトルトにはニッケル、クロム、モリブデン、鉄、銅からなる合金、ハステロイC-2000®を採用しています。ハステロイC-2000®は、ニッケル、クロム、モリブデン、鉄、銅からなる合金で、耐腐食性に優れています。
このカスタムレトルトチャンバー炉は、最高1200℃の温度に達することができますが、レトルト材料の熱抵抗特性のため、最高使用温度は1000℃に制限されています。一般的な使用温度は700°Cまでです。
レトルトの容積は1,000リットルで、ハステロイC-2000®製のキャリアに、お客様のサンプルトレイを最大12枚まで載せられるように設計されています。ガス導入管を備えており、窒素やアルゴンなどの不燃性ガスを導入することで、レトルト内の雰囲気をお客様のプロセスに合わせて変更することができます。レトルトの扉は、工業用のオーバーセンタークランプで閉じられ、2つの空圧シリンダーで確実に連動します。
炉は3つの加熱ゾーンに分かれており、1つは炉床に、2つはチャンバーの両側に垂直に配置されています。温度制御は、3台のEurotherm 3508コントローラがデジタル通信でリンクされており、中央のゾーンコントローラから他の2台のコントローラに設定値を再送信することができます。各加熱ゾーンは、個別の温度超過コントローラー3216CCに接続されています。
すべての機器は独立した制御キャビネットに収納されており、消費電力を監視するためのキロワットアワーメーターも搭載されています。
本機には、レトルトと炉の断熱材の間の空洞に外気を吹き込む強制冷却システムが搭載されています。このファンは、9インチの水の圧力で1時間あたり600m3の空気を送り出すことができ、全体の冷却期間を約3時間に短縮することができます。
改質雰囲気対応の標準品から完全カスタマイズシステムまで、カーボライト・ゲロは長年にわたり数千台の炉を製造し、世界中でプロジェクトを実現してきました。
お客様のご要望に応じた最適なソリューションをご提案いたしますので、お気軽にお問い合わせください。
