DE3235681C2 - Non-evaporable getter material - Google Patents
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Abstract
Nichtverdampfbarer Getter enthält Titan, ein hochschmelzendes Metall der Gruppe V oder VI des Periodensystems mit einer Schmelztemperatur nicht unter 2500 ° C und Titanhydrid beim folgenden Verhältnis der Komponenten (Gew.-%): Titan 50-98 Hochschmelzendes Metall 1,5-30 Titanhydrid 0,5-20.Non-evaporable getter contains titanium, a high-melting metal from group V or VI of the periodic table with a melting temperature not below 2500 ° C and titanium hydride with the following ratio of components (% by weight): titanium 50-98 high-melting metal 1.5-30 titanium hydride 0 , 5-20.
Description
2. Nichtverdampfbares Gettermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich Aluminium enthält wobei die Komponenten in folgenden Gewichtsprozenten vorliegen:2. Non-evaporable getter material according to claim 1, characterized in that it is also aluminum contains the components in the following percentages by weight:
Titan 50 bis 93Titan 50 to 93
15 Hochschmelzendes Metall 1J5 bis 2015 Refractory metal 1 J5 to 20
Titanhydrid 0,5 bis 20Titanium hydride 0.5 to 20
Aluminium 5 bis 20Aluminum 5 to 20
Die Erfindup-g bezieht sich auf ein nichtverdampfbares Gettermaterial gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a non-evaporable getter material according to the preamble of the patent claim 1.
Die Erfindung kann im Maschinenbau und in der Elektrotechnik verwendet werden. Am erfolgreichsten kann sie in der Elektronik, insbesondere in Gasentladungs-, Halbleitereinrichtungen und Elektrovakuumgeräten, verwendet werden.The invention can be used in mechanical engineering and in electrical engineering. Most successful can it in electronics, especially in gas discharge, semiconductor devices and electric vacuum devices, be used.
Den modernen Anforderungen der Technik genügt poröses nichtverdampfbares Gettermaterial, das sich von dem Verdampfungsgettermaterial grundsätzlich durch den Mechanismus der Gasbindung unterscheidet, die in diesem Fall durch Diffusion der Gase in das Volumen des Metalls und Bildung von festen Lösungen erfolgt Dies führt zu einer hohen Geschwindigkeit der Sorption und einer hohen Sorptionskapazität.The modern requirements of technology are satisfied by porous, non-evaporable getter material, which differs from differs from the evaporation getter material by the mechanism of gas binding, which in This is done by diffusion of the gases into the volume of the metal and formation of solid solutions leads to a high rate of sorption and a high sorption capacity.
Das nichtverdampfbare Gettermaterial kann an beliebigen Stellen eines Gerätes und in beliebigen Mengen .angeordnet werden, da hierbei keine negativen durch das Gettermaterial verursachten Erscheinungen in den Geräten entstehen, wie es bekanntermaßen bei der Anwendung von Verdampfungsgettermaterial der Fall ist.The non-evaporable getter material can be placed anywhere on a device and in any quantity .be arranged, since there are no negative phenomena caused by the getter material in the Devices arise, as is known to be the case with the use of evaporation getter material.
Gettermaterial, das heutzutage verwendet wird, muß hohe mechanische und Sorptionseigenschaften in einem weiten Temperaturbereich aufweisen.Getter material, which is used nowadays, must have high mechanical and sorption properties in one have a wide temperature range.
Es ist unter anderem ein nichtverdampfbares Gettermaterial bekannt, das eine gesinterte Mischung einer Zirkonium-Aluminiumlegierung und eines Zirkoniumpulvers darstellt (SU-PS 6 40 685). Dies weist die besten Sorptionseigenschaften bei der Temperatur von ca. 4000C auf. Außerhalb dieses Temperaturbereichs nehmen die Sorptionseigenschaften dieses Gettermaterials ab.Among other things, a non-evaporable getter material is known which is a sintered mixture of a zirconium-aluminum alloy and a zirconium powder (SU-PS 6 40 685). This has the best sorption properties at a temperature of approx. 400 ° C. Outside this temperature range, the sorption properties of this getter material decrease.
Die Herstellung des bekannten nichtverdampfbaren Gettermaterials birgt eine erhöhte Brand- und Explosionsgefahr in sich, was auf das Vorhandensein von Zirkonium in seiner Zusammensetzung zurückzuführen ist.The production of the known non-evaporable getter material involves an increased risk of fire and explosion in itself, which is due to the presence of zirconium in its composition.
Das nichtverdampfbare Gettermaterial mit der angeführten Zusammensetzung weist auch eine ungenügende mechanische Festigkeit infolge einer schlechten Verpreßbarkeit auf, welche durch das Vorhandensein einer Legierung in seiner Zusammensetzung bedingt ist. Außerdem können an den Geräten Fehler wie Funkenbildung, Durchschläge, Kurzschlüsse in Erscheinung treten, die durch fremde vom Gettermaterial gebildete Teilchen verursacht werden.The non-evaporable getter material with the stated composition also has an insufficient one mechanical strength due to poor compressibility, which is caused by the presence of a Alloy is conditional in its composition. In addition, faults such as sparking, Breakdowns and short circuits appear, caused by foreign particles formed by the getter material caused.
Durch eine niedrigere Brand- und Explosionsgefahr gegenüber dem vorstehend angeführten nichtverdampfbaren Gettermaterial zeichnet sich ein weiteres nichtverdampfbares Gettermaterial aus, das Titan und eine Legierung aus Zirkonium und Vanadium enthält (SU-PS 6 93 456), aus. Die Verminderung der Brand- und Explosionsgefahr wird infolge der Verminderung des Zirkon'nmgehalts in der Zusammensetzung dieses Gettcrmaterials und infolge der Anwendung von Zirkonium in Form einer Legierung erzielt. Dieses Gettermaterial weht befriedigende Sorptionseigenschaften bei Temperaturen bis zu 800°C auf. Bei Temperaturen über 800°C erfolgt eine Rekristallisation des Titans und eine Änderung der physikalisch-chemischen Eigenschaften des Materials, wodurch eine Verschlechterung seiner Sorptionseigenschaften erfolgt.Due to a lower risk of fire and explosion compared to the non-vaporizable ones listed above Getter material is characterized by another non-evaporable getter material, titanium and a Alloy of zirconium and vanadium contains (SU-PS 6 93 456), from. The reduction of fire and There is a risk of explosion as a result of the reduction in the zirconium content in the composition of this getter material and obtained as a result of the use of zirconium in the form of an alloy. This getter material has satisfactory sorption properties at temperatures up to 800 ° C. At temperatures above 800 ° C there is a recrystallization of the titanium and a change in the physico-chemical properties of the Material, as a result of which there is a deterioration in its sorption properties.
Da Zirkonium ebenfalls zu den Bestandteilen des Gettermaterials gehört, wird außerdem die Brand- und Explosionsgefahr bei der Getterproduktion nicht ausgeschlossen.Since zirconium is also one of the components of the getter material, the fire and Risk of explosion in getter production not excluded.
Das Gettermaterial der angeführten Zusammensetzung iveist auch eine unzulängliche mechanische Festigkeit infolge seiner schlechten Verpreßbarkeit auf, welche durch das Vorhandensein einer Legierung unter seinen Bestandteilen bedingt ist, und kann aus diesem Grunde die Ursache für verschiedene Fehler an den Geräten ho darstellen, z. B. Funkenbildung und Durchschläge.The getter material of the cited composition is also insufficient in mechanical strength due to its poor compressibility, which is due to the presence of an alloy among its Constituents, and for this reason can be the cause of various errors in the devices represent ho, e.g. B. Sparking and punctures.
Höhere Sorptionseigenschaften bei Temperaturen über 800" C weist ein nichtverdampfbares Gettermaterial auf, welches Titan, Zirkonium und Tantal — ein hochschmelzendes Metall der Gruppe V des Periodensystems — enthält(SU-PS3 36 7l9).A non-evaporable getter material exhibits higher sorption properties at temperatures above 800 "C which titanium, zirconium and tantalum - a refractory metal from group V of the periodic table - contains (SU-PS3 36 7l9).
Die Erhöhung der oberen Temperaturgrenze, bei der die hohen Sorptionseigenschaften des Gettermaterials lufrechterhalten bleiben, wird dadurch erreicht, daß in die Zusammensetzung ein hochschmelzcndes Metall, insbesondere Tantal, eingeführt wird. Das Tantal verteilt sich gleichmäßig zwischen den aktiven Teilchen des Gettermaterials, verhindert ihr Abschmelzen beim Sintern und trägt gleichzeitig zur Vergrößerung der Porosität und der aktiven Oberfläche des Gettermaterials bei. wodurch die Aufrcchterhaltung der Sorptionseigen-The increase in the upper temperature limit at which the high sorption properties of the getter material are maintained, is achieved by adding a refractory metal, in particular tantalum is introduced. The tantalum is evenly distributed between the active particles of the Getter material, prevents them from melting off during sintering and at the same time contributes to increasing the porosity and the active surface of the getter material. whereby the maintenance of the sorption properties
schäften bei höheren Temperaturen gewährleistet wird.shafts is guaranteed at higher temperatures.
Die mechanischen und Sorptionseigenschaften des zuletzt genannten Gettermaterials genügen aber, wie es festgestellt worden ist, den Anforderungen, die gegenwärtig an die zur Anwendung in Elektrovakuumgeräten bestimmten Getter gestellt werden und auch den höheren Anforderungen in bezug auf die Zuverlässigkeit und Lebensdauer nicht in vollem Maße, insbesondere nicht in bezug auf die Sorption verschiedenartiger Gase bei 5 niedrigen Temperaturen (20 bis 5000C) und die Vibrationsfestigkeit bei Frequenzen über 1000 Hz. Außerdem wird auch die Brand- und Explosionsgefahr bei der Herstellung des bekannten Gettermaterials nicht beseitigt, d*i es Zirkonium enthält.The mechanical and sorption properties of the last-mentioned getter material, however, as has been determined, do not fully meet the requirements that are currently placed on the getters intended for use in electric vacuum devices and also the higher requirements with regard to reliability and service life, in particular not with regard to the sorption of various gases at low temperatures (20 to 500 ° C.) and the vibration resistance at frequencies above 1000 Hz. In addition, the risk of fire and explosion is not eliminated in the production of the known getter material, i.e. zirconium contains.
Bekannt ist ferner die Zusammensetzung eines Ti, Zr, V, Nb und Al enthaltenden Gettermaterials als Legierung oder Gemisch, wobei ein Gemisch von V und/oder Nb mit Al in einer Menge von 3 bis 25 Gew.-°/o vorliegt (DE-AS 10 67 942). Vor dem Einbau kann das Getter hydriert werden. Durch Verringerung der Zr-Menge ist die Explosions- und Brandgefahr des Materials etwas herabgesetzt. Ein derartiges Gettermaterial hat zufriedenstellende Sorptionseigenschaften nur bei Temperaturen bis 6000C, was die Möglichkeiten seines Einsatzes in den heutigen Hochleistungssenderöhren einschränkt. Außerdem verhindert die Anwesenheit von Aluminium die Erzielung einer ausreichenden mechanischen Festigkeit des Getters, da der Oxidfilm auf den Al-Pulverteilchen die Bildung von festen Intermetallverbindungen der Komponenten beim Sintern verhindert und die Behandlung in der reduzierenden Atmosphäre nur eine Verfestigung der Oberflächenschicht bis in eine geringe Tiete bewirken kann. Dabei bleibt das Hauptvolumen des Getters nur unzureichend fest, da die reduzierende Phase nicht in die Bere^he des engen Kontaktes zwischen den einzelnen Komponententeilchen vordringt.Also known is the composition of a getter material containing Ti, Zr, V, Nb and Al as an alloy or mixture, a mixture of V and / or Nb with Al in an amount of 3 to 25% by weight being present (DE- AS 10 67 942). The getter can be hydrogenated before installation. By reducing the amount of Zr, the risk of explosion and fire of the material is somewhat reduced. Such a getter material has satisfactory sorption properties only at temperatures of up to 600 ° C., which limits the possibilities for its use in today's high-power transmission tubes. In addition, the presence of aluminum prevents the getter from achieving sufficient mechanical strength, since the oxide film on the Al powder particles prevents the formation of solid intermetallic compounds between the components during sintering and the treatment in the reducing atmosphere only strengthens the surface layer to a small extent can cause. The main volume of the getter remains insufficiently firm, since the reducing phase does not penetrate into the area of close contact between the individual component particles.
Für leistungsfähige Senderöhren wurden poröse nichtverdampfbare Gettermaieriaiien angegeben, die Ti, Zr, Hf, Th, V, Nb, Ta oder U, Gemische, Legierungen oder Verbindungen, wie z. B. Carbide oder Hydride, dieser Metalle enthalten (DE-PS 7 45 134). Ein nichtverdampfbares Gettermaterial der eingangs genannten Art ist somit aus der DE-PS 7 45 134 bekannt.For high-performance transmission tubes, porous, non-evaporable getter maieriaiien were specified, the Ti, Zr, Hf, Th, V, Nb, Ta or U, mixtures, alloys or compounds, such as. B. carbides or hydrides, this Contains metals (DE-PS 7 45 134). A non-evaporable getter material of the type mentioned is thus known from DE-PS 7 45 134.
Es wurde angenommen, daß derartiges Gettermaterial hohe mechanische und Sorptionseigenschaften aufweist und bei erheblichen thermisch an Belastungen betriebsfähig ist Da es aufgrund der komplizienen ehemisch-physikalischen Reaktionen zwischen den einzelnen Bestandteilen eines Menrkomponentensystems unmöglich ist, die Eigenschaften des Endproduktes vorherzusagen, stellte die Ermittlung der optimalen Zusammensetzung sowie der optimalen Komponentenverhältnisse ein so kompliziertes Problem dar, daß Einkornponentengetter aus reinem Zirkonium oder aus einem der übrigen angeführten Getiermetalle oder aus einfachen Gemischen mit Zirkonium als Hauptkomponente bevorzugt wurden.It has been assumed that such getter material has high mechanical and sorption properties and is operational under significant thermal loads because it is due to the complicated former-physical Reactions between the individual components of a human component system are impossible is to predict the properties of the end product, identified the optimal composition as well as the optimal component ratios represent such a complicated problem that single component getter made of pure zirconium or one of the other listed animal metals or simple Mixtures with zirconium as the main component were preferred.
Derartiges Gettermaterial zeichne*, sich durch erhöhte Explosions- und Brandgefahr bei seiner Herstellung infolge des hohen Zirkoniumgehalts aus.Such getter material is characterized by an increased risk of explosion and fire during its manufacture due to the high zirconium content.
Der Erfindung liegt also die Aufgab-? zugrunde, ein zirkoniumfreies nichtverdampfbares Gettermaterial der eingangs genannten Art anzugeben, das dank einer optimalen Wahl der Komponenten und ihres Mengenverhältnisses optimale Eigenschaften aufweist, und zwar hohe mechanische Festigkeit und gute Sorptionseigenschäften in einem weiten Temperaturbereich.So the invention is the task? based on a zirconium-free, non-evaporable getter material from Specify the type mentioned at the beginning, thanks to an optimal choice of the components and their proportions has optimal properties, namely high mechanical strength and good sorption properties in a wide temperature range.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1.
Wenn der Gehalt an Titanhydrid in der Zusammensetzung des Gettermaterials unter 0,5GfcVv.-% liegt, verschlechtern sich die mechanische Festigkeit und die Sorptionseigenschaften infolge der unzureichenden Menge des sich bildenden atomaren Wasserstoffs, die zur Reduktion der Oxidfilme nicht ausreicht. Das Vorhandensein von über 20 Gew.-% Titanhydrid im Gettermate.-«'al führt zu einer vergrößerten Gasabscheidung, einer Verlängerung der Getterbearbeitung und folglich zur Verschlechterung der Sorptionseigenschaften infolge der Vergiftung durch Gase.If the content of titanium hydride in the composition of the getter material is below 0.5GfcVv .-%, the mechanical strength and the sorption properties deteriorate due to the insufficient Amount of atomic hydrogen that forms which is insufficient to reduce the oxide films. The presence of more than 20% by weight of titanium hydride in the gettermate .- «'al leads to increased gas separation, one Lengthening of the getter processing and consequently to the deterioration of the sorption properties as a result of the Gas poisoning.
Das Vorhandensein von weniger als 50 Gew.-% Titan bedingt tine Herabsetzung der Sorptionseigenschaften, und die Vergrößerung des Titangehalts über 98 Gew.-% hat eine Herabsetzung der Porosität und damit der Sorptionseigenschaften zur Folge und auch eine Verminderung der maaximal zulässigen Arbeitstemperatur infolge der Verminderung des Anteils der hochschmelzenden Komponenu.The presence of less than 50% by weight of titanium causes a reduction in the sorption properties, and increasing the titanium content above 98% by weight has a reduction in the porosity and hence in the Sorption properties result and also a reduction in the maximum permissible working temperature as a result of the reduction in the proportion of high-melting components
Als hochschmelzendes Metall in der Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Gettermaterials werden Metalle der Gruppen V oder VI des Periodensystems der Elemente mit einer Schmelztemperatur von nicht unter 25000C verwendet — Wolfram, Molybdän. Niobium, Tantal. Beim Einführen jedes der aufgezählten Metalle bzw. deren Mischungen werden identische Ergebnisse erzielt.Metals of groups V or VI of the periodic table of the elements with a melting temperature of not below 2500 ° C. - tungsten, molybdenum - are used as the high-melting metal in the composition of the getter material according to the invention. Niobium, tantalum. When introducing each of the metals listed or their mixtures, identical results are achieved.
Wenn der Gehalt an hochschmelzendem Metall in der Zusammensetzung unter 1,5 Gew.-% liegt, findet beim Sintern bei erhöhten Temperaturen (über 800° C) ein Abschmelzen der Teilchen statt und als Folge hiervon eine Herabsetzung der Porosität und der aktiven Oberfläche, wodurch eine Herabsetzung der Sorptionseigenschaften verursacht wird.When the refractory metal content in the composition is less than 1.5% by weight, the Sintering at elevated temperatures (above 800 ° C.) results in a melting of the particles and, as a result, a Reduction of the porosity and the active surface, whereby a reduction of the sorption properties caused.
Wenn der Gehalt an hochschmelzendem Metall in der Zusammensetzung über 30% liegt, findet ebenfalls eine Abnahme der Sorptionseigenschaften infolge einer übermäßigen Vergrößerung des Anteils der inaktiven Komponente statt.If the refractory metal content in the composition is above 30%, it will also find one Decrease in sorption properties due to an excessive increase in the proportion of the inactive component instead of.
Es ist zweckmäßig, daß in die Zusammensetzung des nichtverdampfbaren Getiers zusätzlich Aluminium eingeführt wird. boIt is advisable to add aluminum to the composition of the non-vaporizable animal is introduced. bo
Der Zusatz von Aluminium gewährleistet eine Verbesserung der Sorptionseigenschaften des Getters und eine Erweiterung der technologischen Eigenschaften. Das Aluminium verbessert nämlich die Verpreßbarkeit des Pulvergemisches und gewahrleistet mechanisch feste Erzeugnisse, die als Tabletten, welche in verschiedenartig ausgebildeten Haltern eingepreßt sind, hergestellt werden. Günstig ist dabei Hne Vergrößerung der geometrisehen Abmessungen der Getter während der Sinterung. Die Verbesserung der Verpreßbarkeit der Zusammen-Setzung ist eine Folge der Wechselwirkung zwischen verschiedenartigen Teilchen mit unterschiedlichen Oberflächengefügen, während die Verbesserung der physikalisch-chemischen Eigenschaften des Gettermaterials infolge der Bildung von intermetallischen Verbindungen der Getterkomponenten mit dem Aluminium erfolgt.The addition of aluminum ensures an improvement in the sorption properties of the getter and a Extension of the technological properties. The aluminum improves the compressibility of the Powder mixture and ensures mechanically strong products, which as tablets, which in various trained holders are pressed into place. It is advantageous to enlarge the geometrical view Dimensions of the getter during sintering. The improvement of the compressibility of the composition is a consequence of the interaction between different types of particles with different surface structures, while improving the physicochemical properties of the getter material takes place as a result of the formation of intermetallic compounds of the getter components with the aluminum.
Die Verbesserung der Sorptionseigenschaften ist auch eine Folge der Vergrößerung der Porosität, die durch die teilweise Verdampfung des Aluminiums während der Wärmebehandlung des Gettermaterials bedingt ist.The improvement in the sorption properties is also a result of the increase in porosity, which is due to the partial evaporation of the aluminum during the heat treatment of the getter material.
Bei einem Aluminiumgehalt unter 5 Gew.-% wird eine gleichmäßige Beeinflussung der mechanischen und der physikalisch-chemischen Gettereigenschaften durch das Aluminium nicht gewährleistet. Eine Vergrößerung des Aluminiiumgehalts über 20 Gew.-°/o führt zu einer Verschlechterung der Eigenschaften infolge der Verminderung der Menge an aktiven Komponenten.If the aluminum content is below 5% by weight, the mechanical and the Physico-chemical getter properties are not guaranteed by the aluminum. An enlargement of the Aluminum content exceeding 20% by weight leads to a deterioration in properties due to the reduction the amount of active components.
Es wurde nichtverdampfbares Gettermaterial mit unterschiedlichen Verhältnissen der Komponenten wie folgt hergestelltIt was non-evaporable getter material with different proportions of the components such as follows produced
Als hochschmelzendes Metall wurden Molybdän, Tantal und Wolfram verwendet Das Gemisch der Komponenten, die in Pulverform verwendet wurden, wurde 30 Minuten lang in einer Walzenmühle vermischt Aus der erhaltenen Ni^chung wurden nach konventionellen Verfahren mit einer hydraulischen Presse Proben hergestellt Nach dem Sintern dieser Proben im Vakuum wurden ihre Sorptionseigenschaften untersuchtMolybdenum, tantalum and tungsten were used as the high-melting point metal. The mixture of components, which were used in powder form was mixed in a roller mill for 30 minutes Samples obtained were produced by conventional methods using a hydraulic press After sintering these samples in a vacuum, their sorption properties were examined
Die Untersuchung der Sorptionseigenschaften wurde anhand der Sorption von Luft durchgeführtThe investigation of the sorption properties was carried out on the basis of the sorption of air
Als Kriterium zur Bewertung der Sorptionseigenschaften des hergestellten nichtverdampfbaren Gettermarerials diente ihre summarische effektive Kapazität im Temperaturbereich von 20 bis 500°C und von 20 bis 7000C.As a criterion for evaluation of the sorption properties of the non-evaporable Gettermarerials produced their summary effective capacitance in the temperature range of 20 to 500 ° C and from 20 to 700 0 C. served
die auf eine Einheit der aktiven Masse bezogen und in / · Pa/mg gemessen wurde. Die Messungen wurden bei 200C 1000C und weiter in Stufen von je 1000C bis 7000C durchgeführt Die Standzeit bei jeder Temperaturwhich was related to a unit of the active mass and was measured in / · Pa / mg. The measurements were carried out at 20 ° C. to 100 ° C. and further in steps from 100 ° C. to 700 ° C. each. The standing time at each temperature
betrug 10 Minuten.was 10 minutes.
Die aktive Sorption setzte für alle untersuchten Proben bei Raumtemperatur ein und wurrh mit dem Anstieg 2ö der Temperatur größer.Active sorption started for all samples examined at room temperature and worried with the increase 2ö the temperature is greater.
Die Bewertung der Sorptionseigenscsaften im Temperaturbereich von 800 bis 10000C wurde durch eine Prüfung des Gettermaterials unmittelbar in den Elektronenröhren während einer längeren Lebensdauer (bis zu 5000 Stunden) durchgeführtThe evaluation of the sorption properties in the temperature range from 800 to 1000 ° C. was carried out by testing the getter material directly in the electron tubes over a longer service life (up to 5000 hours)
Die P'roben wurden auch in bezug auf ihre mechanische Festigkeit durch Einwirkung statischer Belastungen geprüft Die Vibrationsfestigkeit wurde in Elektronenröhren geprüft, die auf einem Rüttelstand angeordnet worden waren.With regard to their mechanical strength, the samples were also subjected to static loads tested The vibration resistance was tested in electron tubes placed on a vibrating stand had been.
Das Gemisch der in Pulverform vorliegenden Komponenten, das 50 Gew.-% Titan, 20 Gew.-°/o Titanhydrid und 30 Gew.-% Molybdän enthielt, wurde in einer Walzenmühle 30 Minuten lang durchgemischt. Aus der erhaltenen Mischung wurden mit einer hydraulischen Presse Proben gepreßt, deren Gewicht 360 ± 20 mg betrug.The mixture of the components present in powder form, the 50 wt .-% titanium, 20 wt .-% titanium hydride and containing 30% by weight of molybdenum was mixed in a roller mill for 30 minutes. From the The resulting mixture was pressed with a hydraulic press samples, the weight of 360 ± 20 mg fraud.
Die Proben wurden im Vakuum gesintert wonach ihre Sorptionseigenschaften nach der Sorption von Luft im Temperaturbereich 20 bis 700° C und 10 Minuten Standzeit bei jeder Temperatur untersucht wurden.The samples were sintered in a vacuum, according to which their sorption properties after the sorption of air in the Temperature range 20 to 700 ° C and 10 minutes standing time at each temperature were investigated.
Die effektive Kapazität der Proben, bezogen auf eine Masseneinheit bei Sorptionstemperaturen von 20 bis 5000C, beträgt (57—61) · 10-3 / · Pa/mg und bei Sorptionstemperaturen von 20 bis 700°C (146—161) · 10-3/· Pa/mg.The effective capacity of the samples, based on a unit mass in sorption temperatures of 20 to 500 0 C, is (57-61) · 10 3 / · Pa / mg and sorption temperatures from 20 to 700 ° C (146 to 161) x 10 - 3 / · Pa / mg.
Die iiorptionseigenschaften der Proben, die während ihrer Arbeit in Elektronenröhren bei Temperaturen von 800 bis 1000°C während 2000 bis 5000 Stunden geprüft wc.den waren, wurden nach ihrer restlichen Sorptionskapaziüit bewertet Die Sorptionskapazität der Probeil, die aus verschiedenen Temperaturzonen der Röhre entnommen worden waren, betrug 50 bis 85% der anfänglichen.The iiorption characteristics of the specimens produced during their work in electron tubes at temperatures of 800 to 1000 ° C for 2000 to 5000 hours were tested according to their remaining sorption capacity evaluates the sorption capacity of the sample coming from different temperature zones of the tube taken was 50 to 85% of the initial one.
Die Proben halten Belastungen bis zu 1960 N/cm2 ohne Bruch aus und werden während der Vibrationsprüfungen bei Schwingungsfrequenzen bis zu 2000 Hz nicht zerstört.The samples withstand loads of up to 1960 N / cm 2 without breaking and are not destroyed during the vibration tests at vibration frequencies of up to 2000 Hz.
Nach dem in Beispiel 1 angeführten Verfahren wurden aus einem Pulvergemisch, welches 50 Gew.-°/o Titan, 20 Gew.-% Titanhytirid, 20 Gew.-% Molybdän und 10 Gew.-% Aluminium enthielt, Proben mit einem Gewicht von 240 ± 20 mg hergestellt.According to the procedure given in Example 1, a powder mixture containing 50% by weight of titanium, Containing 20% by weight titanium hytiride, 20% by weight molybdenum and 10% by weight aluminum, samples with a weight of 240 ± 20 mg.
Die Untersuchung der Sorptionseigenschaften nach dem Sintern wurde nach dem in Beispiel 1 angeführten Verfahren durchgeführt.The investigation of the sorption properties after sintering was carried out according to that given in Example 1 Procedure carried out.
Die effektive Kapazität der Proben, bezogen auf eine Masseneinheit, beträgt bei Sorpiionstemperaturen von 2O0C bis 5000C (68—82) · 10~3 / · Pa/mg und bei Sorptionste-rperaturen von 20 bis 7ö0°c (184-198) · 10-3/- Pa/mg.The effective capacity of the samples, based on a unit mass is at Sorpiionstemperaturen of 2O 0 C to 500 0 C (68-82) x 10 ~ 3 / · Pa / mg and at Sorptionste-rperaturen from 20 to 7ö0 ° C (184- 198) · 10- 3 / - Pa / mg.
Nach den Prüfungen in Elektronenröhren während 2000 bis 5000 Stunden bei 800 bis 10000C beträgt die Sorptionskapazität der Proben, die aus verschiedenen Temperaturzonen entnommen worden waren, 50 bis 85% der anfänglichen.After the tests in electron tubes for 2000 to 5000 hours at 800 to 1000 ° C., the sorption capacity of the samples taken from different temperature zones is 50 to 85% of the initial one.
Die Proben halten Belastungen bis zu 1960 N/cm2 ohne Bruch aus und werden während der Prüfungen in bezug auf Vibrationsfestigkeii bei Schwingungsfrequenzen bis zu 2000 Hz nicht zerstört.The specimens withstand loads of up to 1960 N / cm 2 without breaking and are not destroyed during the tests with regard to vibration resistance at vibration frequencies of up to 2000 Hz.
In der Tabelle sind Angaben über die Zusammensetzung sowie die mechanischen und die Sorptionseigenschaften der Proben des hergestellten nichtverdampfbaren Gettermaterials angeführt.The table gives information about the composition as well as the mechanical and sorption properties of the samples of the non-evaporable getter material produced.
Sämtliche Proben wurden gemäß dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt und geprüft.All samples were prepared and tested according to the procedure described in Example 1.
Somit weist das erfindungsgemäße nicht verdampfbare Gettermaterial hohe mechanische und hohe Sorptionseigenschaften in einem weiten Temperaturbereich von 20 bis 1000°C auf.The non-evaporable getter material according to the invention thus has high mechanical and high sorption properties in a wide temperature range from 20 to 1000 ° C.
Dies ermöglicht ejien erfolgreichen Einsatz des erfindungsgemäßen nichtverdampfbaren Gettermaterials in Einrichtungen verschiedenartiger Bestimmung und verschiedener Klassen: Empfangsverstärkerröhren, Sende- und Modulatorröhren verschiedener Leistung, UHF-Einrichtungen, Elektronenstrahlröhren, Quarzresonatoren,This enables the non-evaporable getter material according to the invention to be used successfully in Equipment of various purposes and of various classes: receiving amplifier tubes, transmitting and modulator tubes of various power, UHF devices, cathode ray tubes, quartz resonators,
Einrichtungen mit Wasserstoff-, Inertgas- oder Quecksilberfüllung, Vakuum- und gasgefüllte Beleuchtungseinrichtungen, Anzeigeeinrichtungen, Röntgenstrahlerzeuger, Massenspektrometer. Laser, Vidikonröhren, Getterpumpen und dergleichen mehr.Equipment filled with hydrogen, inert gas or mercury, vacuum and gas-filled lighting equipment, Display devices, x-ray generators, mass spectrometers. Lasers, vidicon tubes, getter pumps and the like.
Das erfindungsgemäße Gettermateria! kann konstruktiv beliebig gestaltet werden: Ringe. Büchsen, Platten, eingepreßt in oder aufgepreßt auf einen Halter, als konstruktive Elemente von Geräten, als Überzüge auf Trägern und Bauelementen und dergleichen mehr.The getter material according to the invention! can be designed in any constructive way: rings. Cans, plates, pressed into or pressed onto a holder, as structural elements of devices, as coatings Carriers and components and the like.
Der Durchmesser des Gettermaterials kann von ca. 2 mm bis 30 mm betragen, das Gewicht von ca. 3 mg bis 3000 mg und darüber.The diameter of the getter material can be from approx. 2 mm to 30 mm, the weight from approx. 3 mg to 3000 mg and above.
Das erfindungsgemäß hergestellte Gettermaterial gestattet die Herstellung kombinierter Konstruktionen, welche verdampfbares und nichtverdampfbares Gettermaterial vereinigen, wobei das nichtverdampfbare Gettermaterial als Halter zur Anordnung des Verdampfungsgettermaterials dient.The getter material produced according to the invention allows the production of combined constructions, which combine evaporable and non-evaporable getter material, wherein the non-evaporable getter material serves as a holder for the arrangement of the evaporation getter material.
Die Verwendung des erfindungsgemäßen nichtverdampfbaren Gettermaterials der angegebenen Zusammensetzung beseitigt d'e Explosions- und Brandgefahr bei der Getterherstellung.The use of the non-evaporable getter material according to the invention of the specified composition Eliminates the risk of explosion and fire during getter production.
Ergebnisse der Prüfung der mechanischen und der Sorptionseigenschaften des mit verschiedener Zusammensetzung hergestellten nichtverdampfbaren CettermaterialsResults of tests of mechanical and sorption properties of the non-evaporable Cettermaterials manufactured with different compositions
Lfd. Nr. Zusammensetzung, Gew.-% GewichtSerial No. Composition, wt% wt
Titan Hochschmelzendes Titunhydrid Aluminium der Probe.Titanium Refractory titanium hydride aluminum of the sample.
Metall mgMetal mg
Kenndaten des nicht verdampfbaren Gettermaterials SorptionseigenschaftenCharacteristics of the non-evaporable getter material. Sorption properties
effektive Kapazität Restlicheeffective capacity remaining
(10-'/· Pa/mg) effektive(10- '/ · Pa / mg) effective
bei Temperaturen bei Temperaturen Kapazität nach von 20 bis 500° C von 20 bis 700" C der Prüfung inat temperatures at temperatures capacity after from 20 to 500 ° C from 20 to 700 "C the test in
den Geräten.the devices.
mechanische Eigenschaften Vibra'.ions- Statischemechanical properties Vibra'.ions- Static
festigkeit, Festigkeit.strength, strength.
Hz N/cmJ Hz N / cm J
1010
50-8550-85
20002000
19601960
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