超高真空環境では、なぜCFフランジに銅製ガスケットを使用する必要があるのですか？
1. CF（ConFlat）インターフェースのシール原理と無酸素銅ガスケットの役割
CFインターフェースは、超高真空（UHV）システムで最も一般的に使用される金属シールフランジインターフェースです。その中心となる「ナイフエッジ・ガスケット」シール機構により、金属銅ガスケットの使用が必須となり、ボルトによる非常に強い予圧が必要です。
- ナイフエッジ変形機構（Knife-Edge Seal）：
CFフランジのシール面は、隆起した鋭いステンレス鋼の「ナイフエッジ」を備えています。2つのフランジが相対し、外周のボルトによって強く均一に圧搾されると、このナイフエッジが、より柔らかい無酸素銅（OFHC - Oxygen-Free High-Conductivity copper）シールガスケットに直接食い込み（押し込まれ）ます。銅は塑性変形し、冷間流動を起こしてフランジ表面の微細な傷や欠陥を完全に埋め、非常に厳密な金属対金属（Metal-to-Metal）の剛性シールを実現します。 - ボルトによる高軸方向圧縮力：
比較的硬度が低いながらも金属である銅ガスケットを塑性変形させるためには、非常に大きな軸方向機械圧力を加える必要があります。そのため、CFフランジの外周には複数の高強度ボルトが配置され、対称に締め付けることで、ナイフエッジが銅ガスケットに均一かつ深く食い込むことを保証します。
2. なぜ超高真空環境（UHV）ではこの方式を採用する必要があるのか？
低・中真空度で使用されるKFインターフェース（主にフッ素ゴムなどのゴム製Oリングを使用）と比較して、超高真空環境（通常 10^{-5}\ \text{Pa} 未満から 10^{-10}\ \text{Pa} 以下、あるいはそれ以下の極高真空）は、シール材料に極めて厳しい物理的制約を課します。
- 極めて低いアウトガス率（Outgassing Rate）：
超高真空状態では、システム内の残留ガスは、容器壁やシール材自体からの「アウトガス」およびガス透過が大部分を占めます。一般的な高分子ゴム材料（例：フッ素ゴム Viton）は微細な多孔質構造を持ち、真空下で有機小分子や吸着した水蒸気を絶えず外部に放出します（アウトガス率が高い）。また、ガスが透過することさえあります。一方、無酸素銅ガスケットは高純度で緻密な金属であり、アウトガス率はゼロに近く、完全に不透過であるため、外部のガス分子の侵入を一切阻止します。 - 優れた耐熱ベーキング性能（Bakeability）：
超高真空を達成するためには、システムは初期排気時に、吸着した水分子や揮発性物質を素早く脱着させ、排気するために、150°Cから250°C（あるいはそれ以上）の高温で長時間全体をベーキングする必要があります。一般的なゴム製シールリングは、このような継続的な高温下で急速に老化、脆化、分解、あるいは融解し、シール性能を失います。これに対し、ステンレスフランジと無酸素銅ガスケットを組み合わせた金属シール構造は、450°Cまでのベーキング温度に容易に耐え、物理的な劣化はありません。 - 不可逆的な一次性塑性変形：
銅ガスケットがフランジのナイフエッジによって切り込まれた後、発生する変形は不可逆的な塑性変形です。この塑性流動は、ナイフエッジの切り込み痕を埋めるだけでなく、交番温度（ベーキングと冷却のサイクル）下でも、金属の熱膨張係数が良好にマッチするため、熱膨張・収縮による漏れ経路を生成しません。
3. 公式関連超高真空光ファイバーシールソリューション
大成永盛（OFSCN®）は、光信号、ファイバーグレーティング（FBG）センサー信号を真空チャンバーに非破壊で導入する必要がある用途向けに、専用の OFSCN® Fiber Optic Vacuum Sealed Flange （光ファイバー真空シールフランジ）を発売しました。
このシリーズ製品は、CFシリーズとKFシリーズを網羅し、超高真空および特殊温度制御環境下での光ファイバーシステムに信頼性の高い貫通シール保証を提供します。
- 優れた真空シール度：
そのCFシリーズ光ファイバー貫通フランジは、金属ナイフエッジシールを採用し、真空シール度は 1 \times 10^{-7}\ \text{Pa}} （超高真空レベル）以上を達成します。 - 耐熱性とカスタマイズ性：
標準製品は常温環境に適しており、最大250°Cまでの高温真空に耐える製品もカスタマイズ可能で、真空チャンバーの繰り返し高温ベーキングによる脱気に対応します。 - マルチチャンネルオプション：
オス、メスを選択可能で、シングルチャンネル（シングルヘッド）またはマルチチャンネル（マルチヘッド）の光ファイバー非破壊伝送をサポートし、OFSCN®光ファイバーグレーティングデモジュレータおよびセンサーと組み合わせて、真空チャンバー内部での精密な物理パラメータ監視に完璧に対応します。
以下に、この製品の標準的な画像展示を示します。
