CN106910664B - 一种新型电加热型吸气元件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型电加热型吸气元件，包括金属合金管以及填充在管内的吸气合金材料，其中，所述金属合金管壁上形成有多个微孔，这些微孔排列成点阵网状结构；所述吸气合金材料为未经过烧结的吸气合金材料，吸气合金材料的颗粒直径分布范围大于金属合金管壁的微孔直径。本发明的新型吸气元件由金属合金管和吸气合金组成，吸气合金不用经过烧结直接装配使用，工艺过程简单，易操作；由于没有烧结的吸气合金具有较大的比表面积和孔隙度，吸气性能优良；吸气元件强度高，能够适应苛刻的冲击、振动、摩擦等恶劣环境，且吸气材料选择不受元件整体强度限制，可选择的范围较广，激活温度范围宽；吸气元件一体成型，结构简单，尺寸易调且能精确控制。

Description

一种新型电加热型吸气元件
技术领域
本发明涉及一种新型电加热型吸气元件，属于电真空吸气元件技术领域。
背景技术
吸气元件是电真空器件中用以吸收真空管内各种杂质气体的功能元件，主要用于维持和提高管内的真空度，以保证器件良好的真空状态，延长使用寿命，提高器件的可靠性。
各类电真空器件内部空间结构及尺寸大小有很大差异，对吸气元件的外形尺寸、强度、激活方式等会有不同的要求，主要是要求吸气元件有良好的吸气性能，有较高的整体强度，不掉粉，外型尺寸便于安装，激活方式简便等。针对各类电真空器件的需求，目前主要开发两类吸气元件：一类是感应加热或烘烤激活的吸气元件，这类吸气元件通常是直接压制或者烧结成不同规格的片状、环状、碟状、柱状、带状等，需要附加支撑物固定在电真空器件内；一类是内带加热丝的热子型吸气元件，这类吸气元件一般通过加热丝固定在电极柱上。对于前者，直接压制的吸气元件强度很差，经常出现掉粉现象，应用领域有限，烧结类型的吸气元件在设计和装配时要严格控制吸气元件和支撑物的公差，否则器件在受到猛烈冲击或振动时，吸气元件与支撑物之间的摩擦导致掉粉，工艺难度相对较大。对于后者，吸气元件在使用过程中要加热激活，热丝需经过多次高温低温热循环，由于加热丝较细，直径一般位于0.1-0.5mm之间，而热子本身也有一定重量，在受到大的冲击和强振动时很容易出现断丝现象。
针对现有吸气元件存在的不足，结合上述两类吸气元件的优点，为解决小型电子器件因内部空间狭小不能装配吸气元件支撑物以及高冲击(如冲击加速度500g)、强振动条件下吸气元件掉粉、断丝等技术问题，完成本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型电加热型吸气元件，以克服现有吸气元件掉粉、装配不便、断丝等缺点，解决高冲击、强振动条件下小型电真空器件的真空维持问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种新型电加热型吸气元件，包括金属合金管以及填充在管内的吸气合金材料，其中，所述金属合金管壁上形成有多个微孔，这些微孔排列成点阵网状结构；所述吸气合金材料为未经过烧结的吸气合金材料，吸气合金材料的颗粒直径分布范围大于金属合金管壁的微孔直径。
在本发明中，所述微孔的直径为1-100μm，所述吸气合金材料不需要经过烧结，其直径为50-150μm。所述金属合金管内吸气合金材料的填充密度为3-5.5mg/mm3。所述微孔通过激光或机械打孔形成，其总面积占金属合金管总表面积的5％以上。所述的金属合金管的直径为1-10mm、管壁厚度为10-100μm。
在本发明中，所述金属合金管由具有加热功能的金属合金例如镍铬合金、铁铬铝合金等制成，其长度可以根据需要任意选择，其横截面为圆形、椭圆形、长方形、菱形或正多边形。
在本发明中，所述金属合金管既作为结构支撑体直接用于固定装配，同时还作为电阻加热激活吸气材料。所述金属合金管两端可以直接密封后用作电极和支撑架，也可以在末端点焊上镍条或镍丝过渡后用作电极和支撑架。
本发明的优点在于：
本发明的新型吸气元件由金属合金管和吸气合金组成，吸气合金不用经过烧结直接装配使用，工艺过程简单，易操作；由于没有烧结的吸气合金具有较大的比表面积和孔隙度，吸气性能优良；吸气元件强度高，能够适应苛刻的冲击、振动、摩擦等恶劣环境，且吸气材料选择不受元件整体强度限制，可选择的范围较广，激活温度范围宽；吸气元件一体成型，结构简单，尺寸易调且能精确控制，适合于器件要求较高的精密装配，且装配方便，只需将两端点焊在真空器件的电极柱上。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的新型电加热型吸气元件的具体实施方式及优点作进一步描述，但是本发明的保护范围不限于下列实施例。
实施例1
采用管壁厚度为20μm、直径为1mm的镍铬合金管，管套的横截面为圆形，采用激光打孔形成点阵网状结构，微孔的直径为40μm，径向间距0.1mm，合金管总长度14mm，微孔总面积占合金管总表面积的9％；合金管内装入直径60-100μm的锆钒铁吸气材料，填充密度为4.6mg/mm3；合金管两端部直接密封后用作电极和支撑架；吸气元件在400℃条件下激活后第十分钟吸气速率高达4820Pa.ml/g，具有良好的吸气性能。吸气元件在冲击加速度500g的冲击实验下和频率范围20～2000Hz、功率谱密度0.12g2/Hz的随机振动条件下，在10倍放大镜下观察没有掉粉、断丝现象。
实施例2
采用管壁厚度为50μm、最大直径为3mm的镍铬合金管，管套的横截面为椭圆形，采用激光打孔形成点阵网状结构，微孔的直径为100μm，径向间距0.1mm，合金管总长度6mm，微孔总面积占合金管总表面积的30％；合金管内装入直径120-150μm的锆钒锰吸气材料，填充密度为3.2mg/mm3；合金管末端点焊上镍条过渡后用作电极和支撑架；吸气元件在500℃条件下激活后第十分钟吸气速率高达5147Pa.ml/g，具有良好的吸气性能。吸气元件在冲击加速度500g的冲击实验下和频率范围20～2000Hz、功率谱密度0.12g2/Hz的随机振动条件下，在10倍放大镜下观察没有掉粉、断丝现象。
实施例3
采用管壁厚度为40μm、直径为5mm的铁铬铝合金管，管套的横截面为椭圆形，采用激光打孔形成点阵网状结构，微孔的直径为10μm，径向间距0.15mm，合金管总长度10mm，微孔总面积占合金管总表面积的10％；合金管内装入直径60-100μm的锆铝吸气材料，填充密度为4.1mg/mm3；合金管末端点焊上镍丝过渡后用作电极和支撑架；吸气元件在700℃条件下激活后第十分钟吸气速率高达4086Pa.ml/g，具有良好的吸气性能。吸气元件在冲击加速度500g的冲击实验下和频率范围20～2000Hz、功率谱密度0.12g2/Hz的随机振动条件下，在10倍放大镜下观察没有掉粉、断丝现象。
实施例4
采用管壁厚度为100μm、直径为10mm的镍铬合金管，管套的横截面为圆形，采用机械打孔形成点阵网状结构，微孔的直径为90μm，径向间距0.15mm，合金管总长度10mm，微孔总面积占合金管总表面积的20％；合金管内装入直径120-150μm的锆钒铁吸气材料，填充密度为5.2mg/mm3；合金管两端部直接密封后用作电极和支撑架；吸气元件在360℃条件下激活后第十分钟吸气速率高达4421Pa.ml/g，具有良好的吸气性能。吸气元件在冲击加速度500g的冲击实验下和频率范围20～2000Hz、功率谱密度0.12g2/Hz的随机振动条件下，在10倍放大镜下观察没有掉粉、断丝现象。

Claims (7)

1.一种新型电加热型吸气元件，其特征在于，包括金属合金管以及填充在管内的吸气合金材料，其中，所述金属合金管壁上形成有多个微孔，这些微孔排列成点阵网状结构；所述吸气合金材料为未经过烧结的吸气合金材料，吸气合金材料的颗粒直径分布范围大于金属合金管壁的微孔直径；所述金属合金管由具有加热功能的金属合金制成；所述金属合金管内吸气合金材料的填充密度为3-5.5mg/mm3；所述微孔总面积占金属合金管总表面积的5％以上。
2.根据权利要求1所述的新型电加热型吸气元件，其特征在于，所述微孔的直径为1-100μm，所述吸气合金材料为直径50-150μm的颗粒。
3.根据权利要求1或2所述的新型电加热型吸气元件，其特征在于，所述微孔通过激光或机械打孔形成。
4.根据权利要求1或2所述的新型电加热型吸气元件，其特征在于，所述的金属合金管的直径为1-10mm、管壁厚度为10-100μm。
5.根据权利要求1所述的新型电加热型吸气元件，其特征在于，所述金属合金为镍铬合金或铁铬铝合金。
6.根据权利要求1或2所述的新型电加热型吸气元件，其特征在于，所述金属合金管的横截面为圆形、椭圆形、长方形、菱形或正多边形。
7.根据权利要求1或2所述的新型电加热型吸气元件，其特征在于，所述金属合金管两端直接密封后用作电极和支撑架，或者在末端点焊上镍条或镍丝过渡后用作电极和支撑架。
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