DE3621014A1

DE3621014A1 - Reinigungsvorrichtung fuer argon

Info

Publication number: DE3621014A1
Application number: DE19863621014
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Nagai; Claudio Boffito; Fabrizio Doni; Marco Succi
Original assignee: SAES Getters SpA; Taiyo Sanso Co Ltd
Current assignee: SAES Getters SpA; Taiyo Sanso Co Ltd
Priority date: 1985-06-28
Filing date: 1986-06-23
Publication date: 1987-01-08
Anticipated expiration: 2006-06-24
Also published as: KR870000239A; NL192260C; JPH0456771B2; JPS623008A; BE904997A; SE8602869L; FR2584063A1; IT8620962A1; DE3621014C2; SE8602869D0; IT1190142B; IT8620962A0; CA1300344C; KR930006691B1; FR2584063B1; SE463511B; GB2177079A; GB8615618D0; GB2177079B; NL192260B

Description

Argon, welches in der Luft enthalten ist und etwa 1% deren Volumens bildet, wird von Stickstoff und Sauerstoff durch eine fraktionierte Destillation bei niedriger Temperatur getrennt. Es wird entweder in flüssiger oder gasförmiger Form in Zylindern gefüllt und auf den Markt gebracht. Als hochgradig inertes Gas wird Argon in weitem Maße verwendet, um Atmosphären für eine Wärmebehandlung von Metallen zur Herstellung von Halbleitersubstraten und dgl. zu bilden. Wenn es in der hochfeinen Mikroprozessortechnik wie beispielsweise in der elektronischen Industrie verwendet wird, muß es weiter gereinigt werden durch Entfernung von Verunreinigungen, bis unmittelbar vor der Verwendung eine höhere Reinheit erreicht wird. Für einen Verbrauch in großen Mengen bei industriellen Vorgängen ist es üblich, flüssiges Argon zu verdampfen und das sich daraus ergebende Gas durch Rohrleitungen zu fördern. Hierbei besteht das Problem, wie dem Erfordernis der schnellen und positiven Entfernung der Verunreinigungen nachgekommen werden kann, die beispielsweise aus Stickstoff, Sauerstoff, Wasserstoff, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Wasser, Methan und anderen Kohlenwasserstoffen bestehen, die in dem gasförmigen Argon enthalten sind.

Um diese Verunreinigung zu entfernen wurde vorgeschlagen, zwei Schritte zu kombinieren, d.h. Argongas durch ein Bett aus Aktivkohle oder Aktivaluminiumoxid oder durch ein Molekularsieb aus Zeolith od.dgl. zu leiten, um Wasser, Kohlendioxid und Kohlenwasserstoffe zu eliminieren, und dann das Gas mit einem metallischen Getter aus Kupfer oder Nickel in Kontakt zu bringen, welches auf eine Temperatur von 150° bis 300°C vorgeheizt ist. Alternativ dazu kann sich an das Zwei-Schritt- Verfahren ein zusätzlicher Schritt anhängen, in welchem das Gas in Druckkontakt mit einem Molekularsieb vom Typ 5-A bei einem Druck von 5 bis 25 atm gebracht wird, um es weiter zu reinigen durch Entfernung von verbleibendem Stickstoff, Sauerstoff, Wasserstoff und Kohlenmonoxid. Die Beschreibung der japanischen Patentanmeldung Nr. 107910/1984, welche das vorgeschlagene Verfahren beschreibt, macht deutlich, daß Argongas, das die in der nachstehenden Tabelle angegebenen Verunreinigungen enthält in der vorstehend angeführten Weise gereinigt wurde, bis die nachstehend in der Tabelle aufgeführte Zusammensetzung erhalten wurde:

Das in der vorstehend angeführten Patentanmeldung 107910/1984 beschriebene Verfahren zur Reinigung von Argongas ist ein ausgezeichnetes Verfahren, mit welchem Argongas hoher Reinheit erhalten wird. Der Fortschritt in der Halbleiterindustrie in letzter Zeit erfordert jedoch immer genauere Mikroprozessortechniken und damit Argon mit höherer Reinheit für die zukünftige Produktion von hochintegrierten Schaltungen. In der Tat besteht eine starke Nachfrage nach hochreinem Argongas für Testzwecke. Die technische Aufgabe, die mit der vorliegenden Erfindung gelöst wird, liegt darin, den augenblicklichen Wert der Verunreinigungen, der bei der bekannten Technologie erreicht werden kann, auf einen geringen Wert um 2 Größenordnungen in Teilen pro Million zu bringen.

Es wurden intensive Studien bei den Reinigungseinrichtungen für Argongas betrieben, um die Konzentration der Verunreinigungen um zwei Größenordnungen in ppm jeweils von dem bestehenden Level, wie vorstehend ausgeführt, zu verringern. Daraus ergibt sich ein Getter, welches sogar besser ist als das oben erwähnte metallische Getter aus Kupfer oder Nickel, und eine Vorrichtung und ein Verfahren zum leistungsfähigsten Reinigen von Argongas durch Verwendung des besonderen Getters. Die vorliegende Erfindung wurde nun auf dieser Grundlage vollendet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist eine Superreinigungsvorrichtung für Argon und ist dadurch gekennzeichnet, daß ein äußeres Gehäuse vorgesehen ist mit einem Einlaß für das zu reinigende Argon, mit einem Auslaß für das gereinigte Argon, mit wenigstens einer Getterkammer, die gepackt ist mit einer Getterlegierung aus einem Zirkon-Vanadium-Eisen-System und zwischen dem Einlaß und dem Auslaß angeordnet ist, mit einem Strömungsdurchgang, der so ausgebildet ist, daß das Argon, welches durch die Einlaßöffnung gelangt, durch die Getterkammer strömt und durch den Auslaß austritt, und mit einer Heizeinrichtung, die in dem Außengehäuse angeordnet ist, um die Getterlegierung auf Betriebstemperatur zu halten, und daß die Gewichtszusammensetzung der Zirkon-Vanadium-Eisen-Legierung des Getters derart ist, daß die Gewichtsprozentanteile der drei Elemente, wenn sie in einem Dreistoff-Verbindungsdiagramm aufgetragen sind, in einem Polygon liegen, dessen Eckpunkte folgendermaßen definiert sind (Fig. 1):

a. 75%Zr-20%V-5%Fe
b. 45%Zr-20%V-35%Fe, und
c. 45%Zr-50%V-5%Fe.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein Verfahren zum Hochreinigen von Argongas und ist gekennzeichnet durch die Schritte der gründlichen Dehydratisierung des zu reinigenden Argon auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 1 ppm oder weniger und der anschließenden Entfernung der Verunreinigungen durch Adsorption aus dem Gas mit dem niedrigen Feuchtigkeitsgehalt durch Leiten des letzteren durch ein Getterbett, das mit einer Getterlegierung aus einem Zirkon-Vanadium-Eisen-System gepackt ist und auf einer Temperatur von 20°C bis 400°C gehalten wird, wobei die Getterlegierung eine derartige Gewichtszusammensetzung aufweist, daß die Gew.-% Anteile der drei Elemente, wenn sie in einem Dreistoff-Verbindungsdiagramm dargestellt sind, innerhalb eines Polygons (Fig. 1) liegen, dessen Ecken folgendermaßen definiert sind:

a. 75%Zr-20%V-5%Fe
b. 45%Zr-20%V-35%Fe, und
c. 45%Zr-50%V-5%Fe.

Die Dreistoff-Getterlegierung aus Zirkon, Vanadium und Eisen, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann die sein, die in der US-PS 43 12 669 beschrieben ist.

Die Gewichtszusammensetzung, welche einen Getter von besonders guter Leistungsfähigkeit erbringt ist derart, daß die Gewichtsprozentanteile der drei Elemente, wenn sie in einem Dreistoff-Verbindungsdiagramm (Fig. 1) dargestellt ist, innerhalb eines Polygons liegen, dessen Ecken bestimmt sind durch

a. 75%Zr-20%V-5%Fe,
b. 45%Zr-20%V-35%Fe, und
c. 45%Zr-50%V-5%Fe.

Eine derartige Getterlegierung adsorbiert charakteristisch Feuchtigkeit und Wasserdampf quantitativ bei Temperaturen im Bereich von 20°C bis 400°C, vorzugsweise im Bereich von 200° bis 350°C, ohne daß Wasserstoff entwickelt wird, und über einen weiten Temperaturbereich adsorbiert sie Wasserstoff, CO, CO₂ und andere Gase. Es wurde gefunden, daß diese Eigenschaften vorteilhaft angewendet werden können bei der Hochreinigung von Argongas gemäß der Erfindung.

Das Gewichtsverhältnis der Elemente, die die Dreistoff- Getterlegierung bilden, die in dem erfindungsgemäßen Superreiniger verwendet wird, kann, wenn gewünscht, innerhalb des vorstehend angegebenen besonderen Bereiches variiert werden. Auf jeden Fall ist es vorzuziehen, das bestmögliche Zusammensetzungsverhältnis hinsichtlich der Gettereigenschaften auszuwählen.

Der Zirkongehalt in der Dreistoff-Legierung sollte nicht zu groß oder zu klein sein, da sonst die Legierung dazu neigt, Wasserstoff zu entwickeln, während sie Feuchtigkeit adsorbiert, und sie würde auch plastisch werden, was Schwierigkeiten bereiten würde, um sie in Pulver zu überführen.

Der Vanadiumgehalt sollte nicht zu gering sein, da ansonsten die Legierung unfähig wird, die voll zufriedenstellende Gasadsorptionsleistung zu zeigen.

Auf der Basis des Eisengewichtes sollte der Gewichtsprozentanteil des Vanadiums im Bereich von 75% bis 85% liegen.

Die optimale Dreistoff-Legierungszusammensetzung des Getters für den erfindungsgemäßen Superreiniger ist derart, daß, wenn die Gewichtsprozentanteile der drei Elemente in einem Dreistoff-Verbindungsdiagramm dargestellt sind, innerhalb eines Polygons (Fig. 1) liegen, welches durch die Ecken bestimmt ist:

d. 70%Zr-25%V-5%Fe,
e. 70%Zr-24%V-6%Fe,
f. 66%Zr-24%V-10%Fe,
g. 47%Zr-43%V-10%Fe,
h. 47%Zr-45%V-8%Fe, und
i. 50%Zr-45%V-5%Fe.

Das Verfahren zur Herstellung dieser Legierungen ist beschrieben in der vorstehend erwähnten US-PS 43 12 669. Die Produkte, die von der SAES Getters S.p.A., Mailand, Italien, hergestellt und auf den Markt gebracht werden, können, wenn gewünscht, verwendet werden.

Es ist wünschenswert, daß die Getterlegierung in Form einer intermetallischen Zusammensetzung verwendet wird, welche leicht pulverisiert und einfach gehandhabt werden kann. Darüber hinaus macht die vergrößerte Oberfläche das pulvrige Material aktiver.

Die Dreistoff-Getterlegierung ist in wenigstens einer Getterkammer gepackt, die in der Mitte eines Gasstromdurchganges zwischen dem Einlaß für zu reinigendes Argongas und dem Auslaß für gereinigtes Argongas angeordnet ist. Das Getterbett kombiniert mit einer Heizeinrichtung, die als Zusatzgerät mit einem Außengehäuse angeordnet ist, um das Getter auf seiner Betriebstemperatur zu halten, bildet den erfindungsgemäßen Superreiniger für Argongas.

Zu reinigendes Argongas wird durch diesen Superreiniger geleitet, in welchem es mit dem Getter in Kontakt gebracht wird, so daß es von seinen Verunreinigungen über Adsorption befreit wird.

Das in der Kammer zu packende Getter weist die Form von Pellets vorzugsweise gegenüber feinen Teilchen auf, da die Pellets leichter ausreichende Zwischenräume für den Gasdurchgang ausbilden. Darüber hinaus kann mit Hilfe des Getters in Pelletform gleicher Größe leichter ein konstantes Hohlraumverhältnis in dem Getterbett vorgesehen werden, als wenn es in Form von kleinen Klumpen mit unregelmäßiger Größe vorliegt, um die Vorrichtung auszugestalten und um eine gute Durchführung wiederholbar zu machen. Obwohl gegen die Verwendung des Getters in Form von Feinteilchen oder kleinen Klumpen keine Bedenken bestehen, ist die Verwendung von pelletiertem Getter, das durch Druckpressen des Legierungspulvers hergestellt wird, vorzuziehen, da mit diesen den Erfodernissen der industriellen Gestaltung und Herstellung des Argonsuperreinigers nachgekommen werden kann.

Die an der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehene Heizeinrichtung, mit welcher das Getter heiß genug für die Adsorptionsreaktion gehalten wird, kann verschiedene Formen aufweisen, wie später anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert wird, Das Heizverfahren kann eine elektrische Heizung oder eine indirekte Heizung durch Verwendung eines Heizmediums sein, das durch einen doppelten Wandaufbau od.dgl. zirkuliert. Ebenfalls kann der Heizbereich geeignetermaßen ausgewählt werden, so z.B. in dem Gasvorheizbereich vor dem Getterbett oder der Kammer, oder um oder innerhalb der Gettermasse. Obwohl es wünschenswert ist, daß eine ausreichende Erwärmung erfolgt, um eine gleichmäßige Adsorptionsreaktion des Getters mit dem Gas zu bewirken und eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung durchzuführen, kann die Kombination des Heizverfahrens und des Bereiches entsprechend den Erfordernissen variiert werden, um das beste Ergebnis zu erhalten.

Obwohl es möglich ist, die Getterkammer in der erfindungsgemäßen Vorrichtung innerhalb des Außengehäuses direkt gepackt in diesem vorzusehen, besteht eine bevorzugte Ausführungsform darin, daß das Getterbett wenigstens aus einer Patrone besteht, die mit dem Gettermaterial gepackt ist und die derart ausgebildet ist, daß sie für einen leichten Austausch herausnehmbar in dem Außengehäuse angeordnet ist. Die erfindungsgemäßen Getterkomponenten adsorbieren und entfernen Verunreinigungen aus verunreinigtem Argongas durch chemische Adsorption, welche chemische Veränderungen bewirkt. Deshalb werden sie stöchiometrisch verbraucht und weisen eine begrenzte Lebensdauer auf. Nach der Anwendung über eine bestimmte Zeitdauer muß das Getter durch ein frisches ersetzt werden; ansonsten werden die Zwecke des Superreinigens des Argons nicht länger erreicht. Deshalb kann die Superreinigungsvorrichtung bestehend aus dem Außengehäuse, das mit dem Getter gepackt ist, als Einheit gehandhabt und von Zeit zu Zeit ausgetauscht werden. Es ist ebenfalls möglich, das Getter in einer Patrone aufzufüllen und die Patrone aus dem Außengehäuse für einen Austausch in geeigneten Zeitintervallen zu entfernen. Der Patronentyp ist praktischer bei großformatigen Anordnungen.

Die Patrone weist vorzugsweise ein Metallgehäuse auf, welches perforiert ist, um den Durchgang des Gasstromes zu erleichtern. Da der Superreiniger nach der Erfindung dazu gedacht ist, Argon zu reinigen, bis die Konzentrationen der Verunreinigungen auf etwa 0,01 ppm oder weniger verringert sind, ist es anzuraten, daß die inneren Wandabschnitte der Vorrichtung, mit welchen das gereinigte Gas, welches aus der Getterkammer austritt, in Kontakt kommt, aus einem Metall bestehen, dessen Oberfläche poliert ist, so daß sie feinkörnig und glatt genug ist, um die Gasadsorption so gering wie möglich zu halten und welche infolge Korrosion kein Pluver bildet. Derartige Metalle sind beispielsweise aber nicht ausschließlich rostfreie Stähle und Legierungen mit bestimmten Eigenschaften wie Hastelloy, Incoloy, und Monel-Metall. Jedes andere Metallmaterial, welches die vorstehend angeführten Erfordernisse erfüllt, kann geeignetermaßen ausgewählt und verwendet werden. Das ausgewählte Metall muß "gebacken" oder wärmebehandelt sein, bevor es verwendet wird, um das Volumen der späteren Gasfreisetzung aus dem Metallmaterial selbst zu verringern.

Wie vorstehend ausgeführt, ist es vorzuziehen, daß das innere Wandmaterial der Vorrichtung, welches mit dem Argongas in Kontakt gelangt, eine dichte und glatt polierte Oberfläche aufweist, um die Gasadsorption zu minimieren. Der wünschenswerte Grad der Glätte der polierten Oberfläche ist numerisch derart bestimmt, daß die Rauheit der inneren Wandfläche, die mit dem Argon in Berührung kommt, 0,5 µm oder weniger, vorzugsweise 0,25 µ oder weniger in Begriffen der Durchschnittshöhe in Mittellinie (R _a) (Japanische Industrienorm (JIS) B 0601-1970) ist. Dieser numerische Bereich ist nicht immer kritisch, aber er wird empfohlen als zuverlässiger, sicherer Bereich.

Obwohl das polierte Innenwandmaterial vorteilhafterweise in dem Bereich verwendet wird, in welchem der Gasstrom aus der Patronenkammer damit in Berührung kommt, ist es natürlich möglich, es auch in dem Bereich zu verwenden, in welchem das Gas, das durch die Patrone geleitet wird, damit in Berührung kommt. In vielen Fällen ist es ziemlich störend, das polierte Material nur in dem Bereich zu verwenden, in welchem der Gasstrom hinter der Patrone damit in Berührung gelangt. Die Oberflächenpolierung und das "Backen" verkürzen beträchtlich die erforderliche Zeitdauer, nach welcher hochgereinigtes Gas mit einer konstanten Menge auch aus einer neuen Vorrichtung erhalten wird.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Einrichtung zum Lösen des technischen Problems wie vorstehend angedeutet verschieden ausgebildet werden. Das heißt, daß die Erfindung nicht auf die speziellen Ausführungsformen begrenzt ist, die bislang beschrieben sind, sondern daß verschiedene Abwandlungen durchgeführt werden können, ohne aus dem Geist und Bereich der Erfindung zu gelangen. Eine Dehydratisierung in dem erfindungsgemäßen Verfahren wird aus folgenden Gründen durchgeführt. Der Feuchtigkeitsgehalt in verunreinigtem Argon ist gewöhnlicherweise der höchste Wert gegenüber den Werten der anderen Verunreinigungen. Wenn ein besonderes Gewicht gelegt wird auf die Entfernung von Feuchtigkeit, wird die Lebensdauer des Getters und damit die Einsatzdauer des Superreinigers für Argon beträchtlich verlängert, oder anders ausgedrückt eine auffallende Steigerung in dem Volumen des gereinigten Argongases wird erhalten. Jede bekannte Dehydratisierungstechnik kann angewendet werden, vorausgesetzt, daß sie nicht die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens behindert. Beispielsweise kann die Dehydratisierung eine Adsorption mittels eines Molekularsiebes aus synthetischem Zeolith od.dgl., mittels Aluminiumoxidgel oder mit Phosphor-Pentoxid sein oder durch Einfrieren auf eine kryogene Temperatur unterhalb -160°C oder durch Adsorption mit Silicagel, Aktivkohle oder einem anderen Adsorbent bei einer niedrigen Temperatur unterhalb -40°C erfolgen. Fig. 11 zeigt die Beziehung zwischen dem Feuchtigkeitsgehalt in dem zu reinigenden Gas und der Lebensdauer des Getters. Wenn das Gas einen großen Feuchtigkeitsgehalt aufweist, muß es vor der Superreinigung vorzugsweise auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 1 ppm oder weniger dehydratisiert werden.

Um den Feuchtigkeitsgehalt innerhalb des Bereichs von 1 ppm oder weniger zu steuern, ist das System folgendermaßen für den Betrieb gedacht. Bei Verwendung eines Feuchtigkeitsmessers, der in der Lage ist kontinuierliche Feuchtigkeitsspurgehaltsmessungen durchzuführen, wird der Feuchtigkeitsgehalt in dem dehydratisierten Argon automatisch überwacht. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt in dem Argon nach der Dehydratisierung graduell auf einen Wert nahe 1 ppm angestiegen ist, wird der Dehydrator oder Entfeuchter eingeschaltet, bevor der Wert von1 ppm erreicht wird, so daß der Feuchtigkeitsgehalt in dem Argongas vor dem Eintritt in das Getterbett auf dem Bereich von 1 ppm oder weniger gehalten wird. Analysiervorrichtung die geeignet sind für eine derartige kontinuierliche automatische Messung von Feuchtigkeitsgehaltsspuren sind beispielsweise Feuchtigkeitsmesser der Firma Endress und Hauser, Westdeutschland, die unter dem Warenzeichen "ENDRESS-HAUSER HYGROLOG, WMY 170" und "WMY 370", verkauft werden, sowie Produkte unter dem Handelsnamen "PANAMETRICS HYGROMETER, Model 2100", "Model 700" und "System I" von Panametrics Inc. USA, und ein anderes amerikanisches Produkt "Du Pont 510 Moisture Analyser" von E.I. Du Pont de Nemours & Co. Andere Analysiergeräte, die vergleichbar oder besser sind als die oben angeführten, können natürlich verwendet werden.

Ein derartiger Feuchtigkeitsmesser kann ebenfalls verwendet werden zum Messen und Überwachung des Feuchtigkeitsgehaltes in dem Argongas nach der Reinigung. Die Ergebnisse der Analyse werden verwendet als Daten, die eine Anzeige darstellen für eine abnehmende Adsorptionsfähigkeit des Getters und für die Entscheidung des Zeitpunkts, den Betrieb des Superreinigers abzuschalten, oder die gettergefüllte Patrone auszutauschen.

Für die Erfassung und Bestimmung von anderen Verunreinigungsspuren als Feuchtigkeit in dem Argongas kann ein Analysiergerät für ultrakleine Mengen von Gasen (Massenspektrometer des Massenfiltertyps für hochsensitive kontinuierliche Analysen), hergestellt von Nichiden-ANELVA Corporation Japan unter der Bezeichnung "TE-360B", verwendet werden. Die analytischen Werte können verwendet werden als Messung der Abnahme der Leistung des Getters und für die Entscheidung des Zeitpunkts des Abschaltens des Betriebs des Superreinigers oder des Ersetzens der Getterpatrone.

Hinsichtlich dieser analytischen Werte ist es zu empfehlen, ein Reinigungssystem derart einzustellen, daß, wenn irgendeine vorbestimmte obere Grenze oder ein Level einer einzelnen Verunreinigung erreicht wird, ein Abschalten des Betriebs automatisch durchgeführt wird. Ein derartiges System gewährleistet eine hohe Qualität des endgültig erhaltenen Argongases.

Um die Verunreinigungen aus dem dehydratisierten Argongas durch Durchleitung und und Adsorption von dem Getterbett einer Zirkon-Vanadium-Eisen-Legierung durchzuführen, wird die Reaktionstemperatur in einem Bereich von 20° bis 400°C gehalten. Bei einer Temperatur unterhalb 20°C werden die Verunreinigungen von der Getteroberfläche adsorbiert, aber sie können nicht in die Gettermasse diffundieren. Damit kommt die Adsorption praktisch im Zustand der Sättigung der Oberfläche zum Ende, ohne daß die Getterkapazität voll ausgenutzt wird. In dem speziellen Bereich von 20° bis 400°C führt das Getter die Adsorption voll durch, wobei ermöglicht wird, daß die Verunreinigungen sorgfältig in das Material diffundieren. Die Lebensdauer des Getters wird damit vergrößert.

Auf der anderen Seite wird bei einem Temperaturbereich oberhalb 400°C kann das Wasserstoffgas, das vorher von dem Getter adsorbiert worden ist, desorbieren, da es einen Adsorptionsgleichgewichtsdruck aufweist, der größer ist als der anderer Verunreinigungen. Die Einstellung einer Reaktionstemperatur über 400°C ist deshalb unerwünscht.

Innerhalb des speziellen Temperaturbereiches von 20° bis 400°C ist ein engerer Bereich von 220° bis 380°C am meisten bevorzugt. Eine Temperatur in diesem Bereich ist die meist zu empfehlende Reaktionstemperatur, bei welcher eine hohe Adsorptionsrate und eine gründliche Diffusion der Verunreinigungen in das Getterbett ohne eine mögliche Desorption von Wasserstoff gewährleistet sind.

Der Superreiniger für Argongas gemäß der Erfindung ist geeignet zum Superreinigen von herkömmlich gereinigtem Argon auf einen höheren Reinheitsgrad. Er kann Argongas durch Durchleitung reinigen, um die Konzentrationen der Verunreinigungen in dem eingespeisten Gas, beispielsweise von Sauerstoff (O₂), Kohlenmonoxid(CO), Kohlendioxid(CO₂), Stickstoff (N₂), Wasserstoff (H₂), Methan (CH₄), und Wasser (H₂O) unterhalb 0,01 ppm oder weniger. Damit wird eine Superreinigung von Argongas auf einen hohen Reinheitswert bewirkt, welcher mit bestehenden Reinigungsvorrichtungen nicht erreicht werden kann.

Darüber hinaus kann die Lebensdauer des Getters, das in dem Superreiniger für Argongas gemäß der Erfindung verwendet wird, merklich verlängert und das Volumen der Argongasreinigung stark vergrößert werden, indem zuerst der Feuchtigkeitsgehalt in dem verunreinigten Argongas auf 1 ppm oder weniger durch eine gründliche Dehydratisierung in Übereinstimmung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt, und dann das dehydratisierte Gas durch den Superreiniger gemäß der Erfindung geleitet wird.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Argonsuperreinigungsvorrichtungen gemäß der Erfindung sind in den Fig. 2 bis 10 gezeigt. Fig. 2 zeigt einen Argonsuperreiniger bestehend aus einem Außengehäuse 3 aus einem Rohr aus rostfreiem Stahl (Qualität SUS 304 TP entsprechend dem Japanischen Industriestandard JIS G 3448), welches einen Argongaseinlaß 1 in Nähe des oberen Endes und einen Argongasauslaß 2 in Nähe des unteren Endes aufweist. Das Gehäuse ist ummantelt mit einem Wärmeisolator 12 über die gesamte Oberfläche; eine obere Abdeckung 14 ist an dem oberen Ende des Außengehäuses 3 angeordent; eine Heizeinrichtung 6 ist durch die obere Abdeckung 14 in den Raum 25 innerhalb des Gehäuses geführt; ein Getterbett 4 ist in dem Raum gepackt, welcher unterhalb der Heizvorrichtung 6 zwischen oberen und unteren Puffern 16, 15 abgerenzt wird; eine perforierte Platte 7 wird von einem Träger 13 gehalten, der wiederum an der Innenwand des Außengehäuses befestigt ist und das Bett und die perforierte Platte abstützt. Das verwendete Getter war eine Dreistoff-Getterlegierung aus Zirkon (68 bis 72 Gew.-%), Vanadium (24 bis 25 Gew.-%) und Eisen (5 bis 6 Gew.-%), welches von SAES Getters S.p.A. Typ Nr. "St 707" in Form von säulenförmigen Pellets mit einem Druchmesser von 3 mm und einer Höhe von 4 mm hergestellt und verkauft wird.

Die mit den Bezugszeichen 15 und 16 bezeichneten Puffer bestehen aus einer Schicht die jeweils aus kleinen Aluminiumoxidkugeln von 4 mm Durchmesser, die in einer Höhe von 5 cmm gepackt sind. Sie korrigieren jeden ungleichmäßigen Fluß des Gases durch das Getterbett, halten die freien Teilchen des Getterbettes davon ab, zu streuen, und sie sorgen für eine gleichmäßige Temperaturverteilung.

Obwohl die beschriebene Ausführungsform kleine Aluminiumoxidkugeln verwendet, die die Puffer bilden, können an deren Stelle kleine Kugeln aus rostfreiem Stahl oder ein Stapel von feinmaschigen Sieben aus rostfreiem Stahl verwendet werden. Darüber hinaus werden die Puffer nicht immer verwendet und eine pufferlose Ausführungsform wird später beschrieben.

In dem oberen Bereich der Puffer 15, 16 sind Hülsen 20, 19 eingebettet, welche Thermometer 18 bzw. 17 aufnehmen. Chromel-Alumel-Thermoelemente werden für die Thermometer verwendet.

Zu reinigendes Argongas 9 wird durch den Einlaß 1 in das Gefäß geleitet, durch die Heizvorrichtung 6 aufgeheizt, gelangt dann durch den oberen Puffer 16 und anschließend als gleichmäßiger Strom durch das Getterbett 4, in welchem es von den Gasverunreinigungen über Adsorption befreit wird. Das gereinigte Gas wird dann durch die perforierte Platte 7 geleitet und über den Auslaß 2 aus dem Gefäß entfernt.

Fig. 3 und die folgenden Figuren zeigen weitere Ausführungsformen der Erfindung. In diesen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen und die Beschreibung ist weggelassen oder verkürzt. Fig. 3 zeigt eine Superreinigungsvorrichtung des gleichen Aufbaus wie die Ausführungsform nach Fig. 1 mit der Ausnahme, daß eine elektrische Heizvorrichtung 21 um das Außengehäuse 3 gewickelt und ein Thermoelement 22 vorgesehen ist, um die Heiztemperatur zu messen. Diese Abwandlung erleichtert die Temperatursteuerung des Getterbettes.

Obgleich in den Fig. 2 und 3 Ausführungsformen gezeigt sind, in welchen das Getterbett 4 direkt in dem Außengehäuse 3 gepackt ist, kann das Getterbett auch getrennt vorgesehen werden. Fig. 4 zeigt eine Anordnung einer Patrone 5, wobei das Getter 4 und die Puffer 15 und 16 in einem Zylinder angeordnet sind, der an beiden Enden mit perforierten Platten 7 versehen ist. Nach dem Einsatz über eine gegebene Zeitdauer kann die Patrone 5 entfernt werden durch Abnehmen der oberen Abdeckung 14, und sie kann durch eine neue ersetzt werden. Dies ermöglicht einen wirtschaftlicheren Betrieb als den, der mit den Anordnungen nach Fig. 2 und 3 möglich ist.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform 11, in welcher das Außengehäuse 3 aus einer doppelten Wandkonstruktion besteht, die eine innere Wand 24 und eine äußere Wand 23 aufweist. Der Raum zwischen den Wänden erbringt einen Durchgang, durch welchen ein Heizmedium wie beispielsweise Dampf von einem Heizmediumeinlaß 30 zu einem Auslaß 31 strömt. Anstelle des Heizmediums kann ein Kühlmittel abhängig von dem durchgeführten Verfahren druchgeleitet werden. In dem Raum, der von der Innenwand abgegrenzt wird, ist eine Patrone 5 aufgenommen. die ein Getter 4 und eine Spule einer elektrischen Heizvorrichtung 6 aufweist, die in dem Getter eingebettet ist. Die Heizvorrichtung 6 ist über Leitungen 8 (nur eine ist gezeigt) und eine Anschlußanordnung 10 mit einer externen Stromquelle verbunden. Die Patrone 5 weist innere und äußere poröse Wände 26 auf, die konzentrisch in Abstand zueinander über einen Träger 13 gehalten werden. Die innere Wand 24 des Außengehäuses steht mit ihrem unteren Ende gegen eine Bodenplatte mit einem Flansch 27 an, durch welche ein Gaseinlaßrohr 1 und Auslaßrohr 2 geführt sind. Das Rohr 2 dient ebenfalls zur Abstützung der Patrone 5. Zu reinigendes Argongas wird durch den Einlaß 1 in den äußeren Raum 25 geleitet, dort auf eine geeignete Temperatur aufgeheizt und danach durch die poröse Wand 26 in die Getterschicht 4 zur Reinigung überführt. Das gereinigte Gas strömt in den inneren Raum 25′ und wird über den Auslaß 2 abgezogen.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Superreinigers 11. Das Außengehäuse 3 weist wiederum einen doppelwandigen Aufbau auf mit einem Raum, der dazwischen eingeschlossen ist zur Zirkulierung eines Heizmediums, das über einen Einlaß 30 eingeleitet und über einen Auslaß 31 abgeleitet wird, um eine Temperatursteuerung vorzunehmen. Innerhalb der inneren Wand ist eine Patrone 5 angeordnet, die mit einem Getter 4 zwischen porösen Platten gepackt ist. An beiden Seiten der Patrone sind Heizvorrichtungen 6 angeordnet, welche über Leitungen 8 mit einer äußeren Stromquelle verbunden sind. Verunreinigtes Argongas 9 wird über einen Einlaß 1 eingeleitet, über das Heizmedium vorgeheizt, durch Durchleiten durch die Gettermasse 4, die auf einer gegebenen Temperatur über die Heizvorrichtungen 6 gehalten wird, gereinigt, und dann über den Auslaß 2 abgeleitet.

Eine weitere Ausführungsform eines Superreinigers 11 ist in Fig. 7 gezeigt. Ein zylindrisches Außengehäuse 3 stützt eine Patrone 5 über eine obere und eine untere Platte (nicht gezeigt) ab. Die Patrone 5 enthält eine eingebaute elektrische Heizvorrichtung 6 mit Leitungen 8 und eine Gettermasse 4, die in dem Raum zwischen der oberen und der unteren perforierten Platte oder zwischen Pufferschichten eingefüllt ist, wobei die Heizvorrichtung darin eingebettet ist.

Fig. 8 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung. Es ist ein innerer Zylinder innerhalb eines Außengehäuses 3 angeordnet, welches aus einer inneren und einer äußeren Wand und einem Wärmeisolationsmaterial 12 besteht, das den Raum zwischen den Wänden ausfüllt. Ein Getter 4 ist in dem Raum zwischen dem inneren Zylinder und dem Außengehäuse gepackt und eine elektrische Heivorrichtung 6 ist um eine Keramikstange 36 gewickelt, die in dem Innenraum in dem inneren Zylinder angeordnet ist. Zu reinigendes Argongas gelangt in das Gefäß durch einen Einlaß 1, dann durch das Getter 4 und gereinigtes Gas verläßt das Gefäß über einen Auslaß 2.

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform, welche eine Abwandlung des in Fig. 4 gezeigten Superreinigers ist, und diese Ausführungsform ist charakterisiert durch eine Einrichtung zur Rückgewinnung der Wärmeenergie des gereinigten Argons. Zu reinigendes Argongas gelangt in einen Wärmetauscher 23, der unter dem Reinigerkörper angeordnet ist, wird mit dem ausströmenden Gas einem Wärmetauscherprozeß unterzogen und das derart vorgeheizte Gas wird durch ein Rohr 29 geleitet, welches von einem wärmeisolierenden Material 12 umgeben ist; das Gas gelangt dann über einen oberen Einlaß 1 in ein Getterbett 4. Das gereinigte Gas wird in dem Wärmetauscher gekühlt und verläßt den Reiniger über einen Auslaß 2.

Fig. 10 zeigt eine weitere Ausführungsform. Das Außengehäuse 3 ist ein doppelwandiger Zylinder und ein Heizmedium wird in den Raum zwischen den Wänden über einen Einlaß 33 eingeleitet und über einen Auslaß 34 abgeleitet. Innerhalb des Außengehäuses 3 ist eine gasdichte Patrone 35 angeordnet. Der Raum in dem Patronengehäuse ist horizontal über eine Vielzahl von perforierten Platten 7 unterteilt und eine Vielzahl von Getterbetten 4 ist ausgebildet, wobei jedes Getterbett den Raum ausfüllt, der zwischen jeweils einem Paar von perforierten Platten abgegrenzt wird. Die Getterbetten weisen elektrische Heizvorrichtungen 6 auf, die darin eingebettet sind, und zwar jeweils eine Heizvorrichtung für jedes Bett; die Heizvorrichtungen werden über Leitungen 37, 38 mit elektrischem Strom versorgt. Zu reinigendes Argongas 9 strömt über einen Einlaß 1 ein und das gereinigte Gas wird über einen Auslaß 2 abgeleitet.

Beispiele der Erfindung, welche eine spezielle Getterzusammensetzung verwenden, werden nachstehend erläutert.

Die für die Gasanalysen in den Beispielen verwendeten Geräte sind folgende:
Gasanalyseinstrument: Gaschromatograph Massenspektrometer Modell TE-360B
(hergestellt von Anelva Corp.)
Feuchtigkeitsmesser:
Hygrometer, Modell 700
(hergestellt von Panametric Corp.)
Oberflächenrauhigkeitsmesser
(Surfcorder, Modell SE-3H
(hergestellt von Kosaka Laboratory Co. Ltd.)

Beispiel 1

Eine pulverisierte nicht-verdampfbare Getterlegierung mit einer Gewichtszusammensetzung von 70% Zirkon-24,6% Vanadium- 5,4% Eisen und einer Teilchengröße zwischen 50 und 250 µm wurde in den Superreiniger für Argongas, wie er in Fig. 2 gezeigt ist, eingegeben. Der Zylinder aus rostfreiem Stahl (SUS 304) hatte einen Außendurchmesser von 21,7 mm, einen Innendurchmesser von 17,5 mm und eine Länge von 350 mm. Die Länge des Zylinders, die von dem Gettermaterial eingenommen wurde einschließlich der Höhen von jeweils 5 mm der oberen und unteren Puffer aus Aluminiumoxidkugeln betrug 200 mm (Betthöhe). Verunreinigtes Argon wurde in den Superreiniger bei einer Temperatur von 25°C und einem Druck von 6 kg/cm³ (gemessen) mit einer Strömungsrate von 0,6 l/min eingeleitet. Das Argon strömte durch das nicht verdampfbare Getterbett, das auf einer Temperatur von 350°C gehalten wurde, und gelangte mit einem Druck von 4 kg/cm² (gemessen) aus dem Auslaß, wo der Verunreinigungswert für verschiedene Gase gemessen wurde. Der Wert der Verunreinigungen wurde 40 Minuten nach dem Start des Argonstromes gemessen.

Tabelle I

Der Wert der Verunreinigungen in dem Auslaßgas blieb für 930 Stunden konstant.

Beispiel 2

Es wurden Pellets hergestellt mit einem Durchmesser von 3 mm und einer Höhe von 4 mm durch Pressen einer nicht verdampfbaren Getterlegierung mit einer Zusammensetzung und einer Teilchengröße, die identisch der der Getterlegierung nach Beispiel 1 waren. Die Pellets wurden in den Superreiniger eingegeben, der in Fig. 3 gezeigt ist. Der Zylinder aus rostfreiem Stahl (SUS 304) hatte einen Außendurchmesser von 89,1 mm und einen Innendurchmesser von 83,1 mm. Seine Länge betrug 660 mm. Die Länge des Zylinders, die von den Pellets des Gettermaterials eingenommen wurde, einschließlich der Dicke des oberen und unteren Puffers (aus Aluminiumoxidkugeln, die jeweils eine Betthöhe von 5 cm hatten, betrug 185 mm. Verunreinigtes Argongas wurde in den Superreiniger eingeleitet bei einer Temperatur von 25°C und einem Druck von 4 kg/cm² (gemessen) bei einer Durchflußrate von 12 l/min.

Das verunreinigte Argon strömte durch das nicht verdampfbare Getterbett, das auf einer Temperatur von 350°C mittels einer spiralförmigen Widerstandsheizvorrichtung gehalten wurde, und das Gas trat bei einem Druck von 3,95 kg/cm² (gemessen) aus dem Auslaß aus, während der Wert seiner Verunreinigungen bei verschiedenen Gasen gemessen wurde. Der Wert der Verunreinigungen wurde 40 Minuten nach dem Start des Argonstromes gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.

Tabelle II

Beispiel 3

In diesem Beispiel wurde das Verfahren nach Beispiel 2 in allen Punkten wiederholt mit der Ausnahme, daß der Verunreinigungswert durch H₂O 1 ppm anstelle von 5 ppm betrug.

Tabelle III zeigt die Ergebnisse.

Tabelle III

Der Wert der Verunreinigungen in dem Auslaßgas wurde über 2670 Stunden konstant gehalten.

Beispiel 4

Es wurden Pellets hergestellt genau wie in Beispiel 2 und diese wurden in der Patrone, die in Fig. 4 gezeigt ist, angeordnet. Die Patrone hatte einen Außendurchmesser von 80 mm, einen Innendurchmesser von 78 mm und eine Länge von 244 mm. Es wurde diesselbe Menge an Pellets verwendet wie in Beispiel 2. Die Patrone wurde dann in einen Zylinder eingesetzt, der identisch war zu dem anhand von Beispiel 2 beschriebenen (mit der Ausnahme, daß die Länge 719 mm betrug). Verunreinigtes Argon wurde durch den Superreiniger mit dem gleichen Einlaßdruck, der gleichen Temperatur und der gleichen Durchflußrate wie in Beispiel 2 geleitet. Die Patrone wurde auf einer Temperatur von 350°C gehalten. Der Druck des Auslaßgases und die Zusammensetzung waren identisch zu dem Druck und der Zusammensetzung in Beispiel 2 zu dem Zeitpunkt nach 40 Minuten nach dem Start des Durchströmens des Stickstoffs. Die Höhe der Verunreinigungen in dem Auslaßgas wurde wieder über 930 Stunden konstant gehalten.

Beispiel 5

In diesem Beispiel wurde das Verfahren nach Beispiel 2 in allen Punkten nachvollzogen mit der Ausnahme, daß die innere Oberflächenrauhigkeit des Zylinders R _a = 0,5 µm (normalerweise R _a = 2,5 µm) betrug, und daß das Auslaßrohr aus rostfreiem Stahl (Außendurchmesser 9,5 mm und Innendurchmesser 7,5 mm) eine innere Oberflächenrauhigkeit R _a von 0,2 µm hatte.

Die in Tabelle IV gezeigten Ergebnisse wurden 40 Minuten nach dem Start der Durchleitung des Argon erhalten.

Tabelle IV

Der Wert der Verunreinigungen in dem Auslaßgas wurde über 930 Stunden konstant gehalten.

Beispiel 6

In diesem Beispiel wurde das Verfahren nach Beispiel 5 in allen Punkten wiederholt mit der Ausnahme, daß der Wasserdampfgehalt des zu reinigenden Argongases auf einen Wert unterhalb 0,6 ppm verringert wurde, indem das Gas zuerst durch ein Trocknerbett bestehend aus einem Zylinder aus rostfreiem Stahl (SUS 304) mit einem Außendurchmesser von 89,1 mm, einem Innendurchmesser von 83,1 mm und einer Länge von 830 mm geleitet wurde, welcher mit einem Bett in der Höhe von 500 mm eines Molekularsiebes vom Typ 5-A gefüllt war. Der Auslaßdruck aus dem Trocknerbett und damit der Einlaßdruck in den Superreiniger betrug 3,7 kg/cm² (gemessen), und der Auslaß aus dem Superreiniger betrug 3,7 kg/cm² (gemessen). Dieser Verunreinigungswert wurde 40 Minuten nach dem Start der Durchleitung des Argongases gemessen.

Die Ergebnisse sind in Tabelle V gezeigt.

Das Verfahren nach Beispiel 6 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß die Temperatur verändert wurde, um die Wirkungen der verschiedenen Gettertemperaturen ersichtlich zu machen. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI angegeben.

Tabelle VI

Die Tabelle zeigt an, daß ausgezeichnete Wirkungen in dem Temperaturbereich von 20° bis 400°C und insbesondere in dem Bereich von 200° bis 400°C erreicht werden.

Beispiel 7, 8, 9 und 10

Es wurden Pellets hergestellt mit einem Durchmesser von 3 mm und einer Länge von 4 mm durch Pressen eines nicht verdampfbaren Getterpulvers mit einer Gewichtszusammensetzung, die in der nachstehenden Tabelle angegeben ist, und mit einer Teilchengröße von 50 bis 250 µm (150 µm im Durchmesser). Diese Pellets wurden in einen Superreiniger eingegeben, der den gleichen Aufbau aufwies wie der in Beispiel 2. Verunreinigungen enthaltendes Argongas wurde in den Superreiniger bei einer Temperatur von 25°C, einem Einlaßdruck von 4 kg/cm² (gemessen) und mit einer Durchflußrate von 12 l/min eingeleitet.

Das Verunreinigungen enthaltende Argongas wurde durch das Bett aus dem nicht verdampfbaren Getter geleitet, der auf einer Temperatur von 350°C über eine spiralförmige Widerstandsheizung gehalten wurde, und das Gas trat aus dem Auslaß mit einem Druck von 3,95 kg/cm² (gemessen) aus. Der Wert der Verunreinigungen wurde 40 Minuten nach dem Start des Durchleitens des Argongases gemessen und die in Tabelle 7 gezeigten Ergebnisse wurden erhalten.

Tabelle VII

Der Wert der Verunreinigungen im Auslaßgas wurde über eine Zeitspanne aufrechterhalten, die in der Tabelle angegeben ist.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen:

Fig. 1 ist ein Dreistoff-Verbindungsdiagramm der Getterlegierung, die in der Erfindung verwendet wird. Fig. 2 bis 10 sind vertikale Längsschnitte von verschiedenen Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Vorrichtungen. Fig. 11 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem Feuchtigkeitsgehalt in dem Argongas und der Lebensdauer des Getters zeigt.

Claims

1. Reinigungsvorrichtung für Argon, dadurch gekennzeichnet, daß ein äußeres Gehäuse vorgesehen ist mit einem Einlaß für das zu reinigende Argon, mit einem Auslaß für das gereinigte Argon, mit wenigstens einer Getterkammer, die gepackt ist mit einer Getterlegierung aus einem Zirkon-Vanadium-Eisen-System und zwischen dem Einlaß und dem Auslaß angeordnet ist, mit einem Strömungsdurchgang, der so ausgebildet ist, daß das Argon, welches durch die Einlaßöffnung gelangt, durch die Getterkammer strömt und durch den Auslaß austritt, und mit einer Heizeinrichtung, die in dem Außengehäuse angeordnet ist, um die Getterlegierung auf Betriebstemperatur zu halten, und daß die Gewichtszusammensetzung der Zirkon-Vanadium-Eisen-Legierung des Getters derart ist, daß die Gew.-%-Anteile der drei Elemente, wenn sie in einem Dreistoffverbindungsdiagramm aufgetragen sind, in einem Polygon liegen, dessen Eckpunkte folgendermaßen definiert sind (Fig. 1): a. 75%Zr-20%V-5%Fe,
b. 45%Zr-20%V-35%Fe, und
c. 45%Zr-50%V-5%Fe.

2. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Getterkammer verwendete Getterlegierung in Form von Pellets vorliegt, die durch Pressen und Pelletieren einer pulvrigen Zr-V-Fe-Legierung hergestellt wurden.

3. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtszusammensetzung der Getterlegierung derart ist, daß die Gew.-%-Anteile der drei Elemente, wenn sie in einem Dreistoffverbindungsdiagramm dargestellt sind, in einem Polygon liegen, dessen Ecken folgendermaßen bestimmt sind: d. 70%Zr-25%V-5%Fe,
e. 70%Zr-24%V-6%Fe,
f. 66%Zr-24%V-10%Fe,
g. 47%Zr-43%V-10%Fe,
h. 47%Z5-45%V-8%Fe, und
i. 50%Zr-45%V-5%Fe.

4. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Getterkammer wenigstens eine Patrone aufweist, die mit der Getterlegierung gepackt ist, und daß die Patrone entfernbar in dem Außengehäuse angeordnet ist, so daß sie leicht durch eine neue ersetzt werden kann.

5. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Patrone einen perforierten Metallbehälter aufweist, der mit der Getterlegierung gepackt ist.

6. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorrichtungsmaterial, mit welchem das Argon, welches durch Strömen durch die Getterkammer gereinigt wurde, in Berührung kommt, derart ist, daß die innere Wandfläche, die mit dem Gas in Berührung kommt, auf eine Oberflächenrauheit (R _a) von 0,5 µm oder weniger in Ausdrücken der durchschnittlichen Höhe in Mittellinie poliert ist (in Übereinstimmung mit den japanischen Industrienorm (JIS) B 0601-1970).

7. Verfahren zum Reinigen von Argon, gekennzeichnet durch die Schritte der gründlichen Dehydratisierung des zu reinigenden Argons auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 1 ppm oder weniger und der anschließenden Entfernung der Verunreinigungen durch Adsorption aus dem Gas mit dem niedrigen Feuchtigkeitsgehalt durch Leiten des letzteren durch ein Getterbett, das mit einer Getterlegierung aus einem Zirkon-Vanadium-Eisen-System gepackt ist und auf einer Temperatur von 20°C bis 400°C gehalten wird, wobei die Getterlegierung eine derartige Gewichtszusammensetzung aufweist, daß die Gew.-%-Anteile der drei Elemente, wenn sie in einem Dreistoffverbindungsdiagramm dargestellt sind, innerhalb eines Polygons (Fig. 1) liegen, dessen Ecken folgendermaßen definiert sind: a. 75%Zr-20%V-5%Fe,
b. 45%Zr-20%V-35%Fe, und
c. 45%Zr-50%V-5%Fe.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Argongas mit dem geringen Feuchtigkeitsgehalt durch das Getterlegierungsbett strömt, das auf einer Temperatur von 220°C bis 380°C gehalten wird.

9. Reiniger zum Reinigen eines Verunreinigungen enthaltenden Argongases, gekennzeichnet durch
A. ein Außengehäuse mit einem Gaseinlaß und einem Gasauslaß,
B. einen Gasströmungsweg innerhalb des Außengehäuses, der sich von dem Gaseinlaß zu dem Gasauslaß erstreckt und der eine Verbindung zwischen Einlaß und Auslaß schafft,
C. eine Getterkammer, die in dem Gasströmungsweg angeordnet ist, wobei die Getterkammer zwischen dem Gaseinlaß und dem Gasauslaß vorgesehen ist,
D. ein Gettermaterial, das innerhalb der Getterkammer vorgesehen ist, und das aus einer Zirkon- Vanadium-Eisen-Legierung mit einer Zusammensetzung besteht, welche, wenn sie in einem Dreistoffverbindungsdiagramm in Gew.-% Zr, Gew.-% V und Gew.-% Fe dargestellt ist, innerhalb eines Polygons liegt, dessen Eckpunkte definiert sind durch: a. 75%Zr-20%V-5%Fe,
b. 45%Zr-20%V-35%Fe, und
c. 45%Zr-50%V-5%Fe, und durch E. eine Einrichtung zum Aufheizen des Gettermaterials und zum Halten des Gettermarterials auf einer Temperatur, bei welcher das Gettermaterial selektiv die Verunreinigungen aus dem Verunreinigungen enthaltenden Argongas sorbiert.

10. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gettermaterial eine Zirkon-Vanadium-Eisen-Legierung mit einer Zusammensetzung ist, welche, wenn sie in einem Dreistoffverbindungsdiagramm in Gew.-% Zr, Gew.-% V und Gew.-% Fe dargestellt ist, innerhalb eines Polygons liegt, dessen Eckpunkte definiert sind durch: d. 70%Zr-25%V-5%Fe,
e. 70%Zr-24%V-6%Fe,
f. 66%Zr-24%V-10%Fe,
g. 47%Zr-43%V-10%Fe,
h. 47%Zr-45%V-8%Fe, und
i. 50%Zr-45%V-5%Fe.

11. Verfahren zur Reinigung eines Verunreinigungen enthaltenden Argongases mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 1 ppm oder weniger, gekennzeichnet durch die Schritte:
I. Vorsehen einer Reinigungsvorrichtung mit
A. einem Außengehäuse mit einem Gaseinlaß und einem Gasauslaß
B. einem Gasstromdurchgang innerhalb des Außengehäuses, der sich von dem Gaseinlaß zu dem Gasauslaß erstreckt und eine Fluidverbindung zwischen beiden herstellt,
C. einer Getterkammer, die in dem Gasstromdurchgang zwischen dem Gaseinlaß und dem Gasauslaß angeordnet ist,
D. einem Gettermaterial, das innerhalb der Getterkammer angeordnet ist und aus einer Zirkon-Vanadium-Eisen-Legierung mit einer Zusammensetzung besteht, welche, wenn sie in einem Dreistoffverbindungsdiagramm in Gew.-% Zr, Gew.-% V und Gew.-% Fe dargestellt ist, innerhalb eines Polygons liegt, dessen Eckpunkte definiert sind durch: a. 75%Zr-20%V-5%Fe,
b. 45%Zr-20%V-35%Fe, und
c. 45%Zr-50%V-5%Fe, undE. einer Einrichtung zum Aufheizen des Gettermaterials und zum Halten des Gettermaterials auf einer Temperatur, bei welchem das Gettermaterial selektiv Verunreinigungen aus dem Verunreinigungen enthaltenden Argongas sorbiert;
II. Halten des Gettermaterials auf einer Temperatur von 200° bis 350°C,
III. Einleiten des Verunreinigungen enthaltenden Argongases in das Außengehäuse der Reinigungsvorrichtung durch den Gaseinlaß;
IV. In-Berührung-Bringen des Verunreinigungen enthaltenden Argongases mit dem Gettermaterial in der Reingigungsvorrichtung, wodurch Verunreinigungen aus dem Verunreinigungen enthaltenden Argongas sorbiert und ein gereinigtes Argongas erzeugt wird; und
V. Sammeln des gereinigten Argongases, welches die Reinigungsvorrichtung durch den Gasauslaß verläßt.