HU192912B - Method for making gas-catching and gas-composition controlling metal strips /getter strips/ - Google Patents
Method for making gas-catching and gas-composition controlling metal strips /getter strips/ Download PDFInfo
- Publication number
- HU192912B HU192912B HU81885A HU81885A HU192912B HU 192912 B HU192912 B HU 192912B HU 81885 A HU81885 A HU 81885A HU 81885 A HU81885 A HU 81885A HU 192912 B HU192912 B HU 192912B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- metal
- gas
- getter
- strips
- layer
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
- B22D11/0611—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by a single casting wheel, e.g. for casting amorphous metal strips or wires
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
Description
A találmány tárgya eljárás gázmegkötő, illetve gázösszetétel-szabályzó fémszalagok (getterszalagok) előállítására.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing gas binding or gas composition controlling metal tapes (getters).
A getterek, mint ismeretes, olyan anyagok, melyek képesek gázokat abszorbeálni. Általában elektroncsövekben, más vákuum eszközökben, gázkisülőcsővekben, kisülőlámpákban használatosak gázabszorbeáló anyagként. A getterek közé sorolják a gázmegkötő anyagok, a szorosan vett getterek mellett, azokat az anyagokat is, melyek képesek kibocsátani olyan komponenseket, pl. higanyt, hidrogént, stb., melyekkel a gáztér összetételét szabályozni lehet.Geters, as it is known, are substances that are capable of absorbing gases. It is commonly used in gas tubes, other vacuum devices, gas discharge tubes, discharge lamps as gas absorbing material. Getters include, in addition to tightly-received getter materials, materials which are capable of releasing components such as getters. mercury, hydrogen, etc., which can be used to control the composition of the gas field.
A gettereknek óriási irodalma van. Itt csupán tájékoztatásul hivatkozunk az US 3 203 901 és az US 3 722 976 lajstromszámú szabadalmi leírásokra. Az előbbi egy nem párolgó getterre, az utóbbi pedig egy higanyt leadó getterre vonatkozik.Getter has a huge literature. Reference is made to U.S. Patent Nos. 3,203,901 and 3,722,976, which are incorporated herein by reference. The former refers to a non-volatile getter and the latter to a mercury delivery getter.
A getterek - gázmegkötő anyagok - két csoportra oszthatók: elpárolgó és úgynevezett tükör nélküli getterekre. A továbbiakban ezek közül is a fémgetterekkel foglalkozunk. Akármelyik csoportról is van szó, fontos követelmény, hogy a getternek el kell állnia levegőn, és a felhasználások legnagyobb részében (elektroncsövek - fényforrások) ki kell bírniuk egy erős hőigénybevételt, gyakran reakcióképes gázatmoszfórában ( beforrasztás). A fényforrások egy részében a getternek a nemkívánatos szennyező gázokat a kívánt töltőgáz - nem feltétlenül nemesgáz - jelenlétében kell megkötnie. Esetenként a gáztórbe gáz- ill. gőzkomponenseket kell adagolnia, pl. higanyt, hidrogént, halogén elemet.Getters - gas binders - can be divided into two groups: evaporators and so-called mirrorless getters. From now on, we will also deal with metal getters. Whatever the group, it is an important requirement that the getter must be airborne and, for most applications (cathode ray tubes - light sources), be able to withstand high heat demand, often in a reactive gas atmosphere (soldering). In some light sources, the getter must trap unwanted polluting gases in the presence of the desired fill gas, not necessarily noble gas. Occasionally, gas or gas is added to the gas tube. steam components, eg. mercury, hydrogen, halogen.
A getterek levegő- ill. beforrasztás állóságukat megfelelő szerkezetű oxidjuknak, esetleg nitridjüknek köszönhetik, hasonlóan a rozsdamentes nem nemesfémekhez. A feltétel az, hogy az oxidnak (nitridnek, oxid-nitridnek) kicsit nagyobb fajlagos térfogatúnak kell lennie, mint a fémnek, melyből keletkezett. Ha a „korróziós termék térfogata kisebb, vagy sokkal nagyobb, mint a fémé, akkor a réteg felreped, nem zár. Ennek a zárásnak getterek esetén csak bizonyos hőmérséklet alatt szabad fennállnia, enólkül a getter nem aktiválható. A könnyű aktiválhatóság és a beforrasztás-állóság, ellentétes követelmények. Ezért nincs ideális getter. A különböző felhasználósok különböző védőréteget igényelnek. Fentiek szempontjából speciális eset a hidrogén getterezése. A hidrogén át tud diffundálni vékony zárórétegen, főleg magasabb hőmérsékleten. A hidrogén elnyelése az esetek legnagyobb részében térfogatnövekedéssel jár, felrepeszti a réteget, ezért a hidrogén getterezés „autokatalitikus folyamat lehet.The getters are air- and air-tight. their soldering resistance is due to their oxide or nitride structure, similarly to stainless noble metals. The condition is that the oxide (nitride, oxide nitride) must have a slightly higher specific volume than the metal from which it is formed. If the volume of the corrosion product is smaller or much larger than that of the metal, the layer will crack, not close. This lock should only occur below a certain temperature for getter, hence the getter cannot be activated. Easy activation and solder resistance are contrary requirements. Therefore, there is no ideal getter. Different users require different layers of protection. From the above point of view a special case is the gettering of hydrogen. Hydrogen can diffuse through a thin barrier layer, especially at elevated temperatures. Hydrogen uptake in most cases results in volumetric growth, fracturing the layer, so hydrogen gettering can be an “autocatalytic process”.
A védőréteg legtöbbször az Al, Zr, ill.' Ti oxidja, ezért olyan ötvözeteket használnak, melyeknél az oxid (stb.) szerkezete az ötvözés ellenére megfelel a fent említett feltételeknek.Most of the protective layer is Al, Zr, or ' Ye oxide, therefore, alloys are used in which the structure of the oxide (etc.), despite the alloying, meets the above conditions.
Az ötvözéssel szokásos módon előállítható getleranyagok választéka szűk, mert nehéz elérni, hogy a hidrogéngetterező képesség ne romoljon. A hidrogént a szokásos fémgetterek reverzibilis módon nyelik el. Ismeretes, hogy adott hőfokon a kialakuló Hí egyensúlyi nyomás a már elgetterezett mennyiség négyzetével arányos (a fémben a hidrogén egyatomos, a fémen kívül kétatomos gáz, tömeghatás törvénye), a hőmérséklet emelkedésével a nyomásgörbe meredeken a magasabb értékek felé tolódik. A jelenleg használatos anyagok egyensúlyi állandói olyanok, hogy a Ih-getterező képesség a legjobb esetben is megszűnik 400-500 °C felett, kivéve a nióbba vagy tantálba csomagolt Y speciális esetét.The range of getler materials that can be produced by conventional alloying is limited because it is difficult to prevent the hydrogen-bonding ability from deteriorating. Hydrogen is reversibly absorbed by conventional metal getters. It is known that at a given temperature, the equilibrium pressure H1 formed is proportional to the square of the amount already drawn (the one-atom hydrogen in the metal, the two-atom law outside the metal, the law of mass effect) and the temperature curve shifts steeply to higher values. The equilibrium constants of currently used materials are such that the Ih-gettering ability is lost at best above 400-500 ° C, except in the special case of Y in nib or tantalum.
A szóba jöhető getteranyagok általában ridegek, és erre a szokásos technológiáknál célszerű is törekedni, mert a legtöbb esetben az anyag porára van szükség. Ezeket a porokat vagy felkenjük és felszintereljük (mely utóbbi nem mindig lehetséges), vagy a durva porból préselünk pasztillákat, ill. gyűrűket. Ennél a préselésnél olykor két réteget is felviszünk egy hordozó két oldalára, különböző tulajdonságú anyagokból, pl. egy el nem párolgó (pl. Zr-Al) és egy elpárolgó (pl. Ba-Al) ötvözetből.The available getter materials are usually brittle, and this is a good idea to do with standard technology, since most cases require powder. These powders are either smeared and sintered (which is not always possible) or pressed into coarse powders or pastes. rings. In this compression, sometimes two layers of a material of different properties, e.g. an evaporator (eg Zr-Al) and an evaporator (eg Ba-Al).
A getteranyagok a kiindulási anyagokhoz képest drágák. Ennek az az oka, hogy a nagyon reakcióképes fémek kohászatának nehézségein felül ezeket a kényes anyagokat meg is kell őrölni, ami a géztartalom megnövekedésének elkerülése végett vákuumban vagy nagyon tiszta nemesgázban végzett műveleteket igényel, továbbá ezek a portechnológiai műveletek nagyon körülményesek.Getter materials are expensive compared to starting materials. The reason for this is that in addition to the difficulties in the metallurgy of highly reactive metals, these delicate materials also need to be milled, which requires operations under vacuum or very pure noble gas to avoid an increase in gaseous content, and these dust technology operations are very cumbersome.
A mechanikailag megmunkálható, húzható, hengerelhető, getterezésre alkalmas tiszta fémek, mint például a cirkónium, tantál és titán, a getterezési feladatok megoldására csak ritkán alkalmasak. Az esetek legnagyobb részében ötvözeteket kell alkalmazni. A getterezésre alkalmas ötvözetek, mint például a közismert cirkon-alumínium ötvözet, olyan ridegek, hogy hengerléssel, húzással, nem alakíthatók. Ezeket a getterötvözeteket vákuumkohászati módszerekkel állítják elő. Az öntecseket porrá törik, célszerűen védőgázban, esetleg a getteranyaggal nem reagáló oldószer alatt. Ahol getterezési feladatokra az anyagot nem célszerű porként alkalmazni, ebből a porból porkohászat! módszerekkel, vagy pusztán préseléssel, gyűrűket, pasztillákat, állítanak elő, általában hordozó fémszalag felhasználásával. Ahol a szalagforma a felhasználó számára lényeges, ott a hordozószalagra, általában a vascsoport féméire, hengerléssel vagy szakaszos préseléssel viszik fel a getteranyagot.Pure metals such as zirconium, tantalum, and titanium that are mechanically machined, dragged, rolled, gettered, are rarely suitable for gettering tasks. Alloys are used in most cases. Alloys suitable for gettering, such as the well-known zirconium-aluminum alloy, are so brittle that they cannot be formed by rolling, drawing. These getter alloys are produced by vacuum metallurgy. The molds are crushed to a powder, preferably in a protective gas, or possibly under a solvent that does not react with the getter material. Where it is not advisable to use material as a powder for gettering tasks, this powder is powder metallurgy! Rings, pastilles, usually by the use of a carrier metal strip, are produced by methods such as extrusion or by simple pressing. Where the web is important to the user, the getter material is applied to the carrier web, generally to the metal edges of the iron group, by rolling or batch pressing.
A fenti nehézségek, főleg a ridegség miatt, getterötvözetekből közvetlenül nem készítenek fémszalagokat, pedig nagy szükség van rájuk. Az előbbiekben ismertetett többlépcsős porkohászati módszerek nagyon körülményesek és költségesek, éppen azért, mert a megmunkálás alatt a getteranyagok gázmegkötő képességét meg kell őrizni. Ez gyakorlatilag azt jelenti, hogy minden műveletet nagytisztaságú védögázban vagy alkalmas oldószer alatt kell elvégezni.The above difficulties, especially due to the brittleness, do not make metal strips directly from getter alloys, although they are in great demand. The multistage powder metallurgy methods described above are very cumbersome and costly, precisely because the gas-binding capacity of the getter materials must be maintained during processing. This practically means that all operations must be carried out in a high purity shielding gas or under a suitable solvent.
Az a célkitűzésünk, hogy a fenti nehézségek ellenére, lehetőleg kevés lépésben, közvetlen eljárással, gettercélokra alkalmas fémekből, ötvözetekből, fémszalagokat állítsunk elő. A célul kitűzött feladat megoldására egy ismert, újabban mágneses anyagok feldolgozására használt eljárást adaptáltunk.Our aim is, despite the above difficulties, to produce metal strips of suitable metals, alloys for direct use in as few steps as possible. In order to accomplish this object, we have adapted a known process for processing magnetic materials.
A 905 758 lajstromszámú US szabadalmi leírásban Strange és Pim 1908-ban ismertette azt az elvet, hogy fémszalag előállítható oly módon, hogy olvadt fémsugarat gyorsanforgó hideg fémhenger felületére csurgatnak. A hengeren megszilárduló fém szalaggá alakul. Ezt az eljárást azonban a technikai feltételek akkori hiánya miatt abban az időben megvalósíthatatlan maradt. Csak évtizedek múlva kezdték ezt a módszert főleg mágneses anyagok előállítására alkalmazni, nem utolsó sorban azért, mert közben megértek a feltételek annak megvalósítására. (Lásd: Liebermann és Graham idevonatkozó cikkét, IEEE Transactions on Magnetics, Vol. MAG-12, No.6. 1976. nov., p: 921-923.)In U.S. Patent No. 905,758, Strange and Pim described in 1908 the principle that a metal strip may be produced by dripping a molten metal jet onto the surface of a rapidly rotating cold metal cylinder. The metal solidifies on the cylinder to a ribbon. However, due to the lack of technical conditions at the time, this procedure was not feasible. It was only decades later that this method began to be used mainly for the production of magnetic materials, not least because the conditions for its realization were understood. (See the corresponding article by Liebermann and Graham, IEEE Transactions on Magnetics, Vol. MAG-12, No.6, Nov. 1976, p. 921-923.)
A találmányi feladat megoldásánál arra a felismerésre jutottunk, hogy a gettercélokra célszerűen alkalmazandó, szükségképpen nagyon reakcióképes fémeket fent említett eljárás vákuumkamrában, ill. védögázban való alkalmazásával fémszalaggá lehet alakítani. Az eljárás kidolgozása során nem várt járulékos előnyökhöz is jutottunk, melyeket találmányunk részletes ismertetése során kifejtünk.SUMMARY OF THE INVENTION It has now been found that the metal which may be usefully used for the getter purposes is necessarily highly reactive in the vacuum chamber or in the above process. can be transformed into a metal strip by its use in shielding gas. In addition, unexpected additional advantages have been gained in developing the process, which will be explained in detail in the present invention.
Találmányunk ezek szerint eljárás gázmegkötő, illetve gázösszetétel szabályzó fémszalagok (getterszalagok) előállítására, melynek során a felhasználásra kerülő fém(ek)et megolvasztjuk és az olvasztott fém(ek)et fémszalaggá alakítjuk. A találmány szerinti eljárást az jellemzi, hogy a megolvasztott fém(ek)et vákuumban vagy védőgázban egy vagy több fúvókán keresztül a fúvókák alatt nagy sebességgel elmozgó, az olvasztott fém(ek) olvadáspontjához képest hideg fémfelületre folyatjuk és a kívánt szélességű és vastagságú fémszalaggá szilárdítjuk.According to the present invention there is provided a process for producing gas binding or gas composition controlling metal strips by melting the metal (s) to be used and converting the molten metal (s) to a metal strip. The process of the present invention is characterized in that the molten metal (s) are flushed under vacuum or shielding gas through one or more nozzles to a metal surface which is moved at high speed under the nozzles to a cold metal surface relative to the melting point of the molten metal.
Az általunk javasolt módon lehetőség van arra, hogy a hagyományos eljárás nehézségeit csökkentsük, továbbá arra, hogy ötvözéses eljárással létre nem hozható tulajdonságú többrétegű anyagokat állítsunk elő. Az eljárás az amorf fémek, ún. fémüvegek készítésére szolgáló eljárás módosítása céljainknak megfelelően; természetesen nem törekedve arra, hogy a getterfémek ne kristályosodjanak ki. A getter céljaira szolgáló fémet, ötvözetet megolvasztjuk, akár tégelyben, célszerűen indukciós módszerrel, akár tégely nélkül, lebegtetve, majd vagy a tégely aljából kialakított, vagy külön fúvókán át csurgatjuk gyorsanforgó, a fém olvadáspontjához képest hideg henger palástjára, ahonnan a hirtelen megszilárdult anyag egyenletes szalag alakjában jön le a hengerpalást kerületi sebességének megfelelő sebességgel. Amenynyiben többrétegű anyagot akarunk készíteni, egymás után több fúvókét alkalmazunk. A rétegek összetapadásához legtöbbször az szükséges, hogy a megszilárdult réteg még elég meleg legyen. Ezért esetenként célszerű az amorftechnikában szokásos vörösréz helyett rosszabb hővezetőképességü anyagot használni a forgó henger anyagaként. A henger hőfoka is szabályozható, de magas hőmérsékleten üzemelő henger esetén a csapágyazás megoldása válhat kényelmetlenné. A második réteg leömlési pontján uralkodó réteghőmérsékletbe beleszól a fordulatszám és a két fúvóka távolsága is. Mivel az utóbbit nehéz nagyon kicsire venni, a fordulatszámot célszerű csökkenteni az amorf-fémtechnikában szokásoshoz képest. Mivel a megolvasztásra kerülő anyagok között szükségszerűen nagyon reakcióképesek is vannak, az olvasztás, öntés, megszilárdító rendszer és a felcsévélö, il. daraboló szerkezet zárt, leszívható kamrában van elhelyezve, és üzem közben vákuumban vagy nemesgázban van. Ez utóbbit akkor használjuk, ha az olvasztás hőmérsékletén könnyen párolgó komponenssel kell dolgoznunk. A gáztöltés ugyanis nagymértékben csökkenti a párolgási sebességet. Ha a gettert valamilyen gázzal, pl. hidrogénnel, nitrogénnel kívánjuk telíteni, nemesgáz helyett ezeket a gázokat vagy nemesgáz és a telítőgáz keverékét használjuk. Erre az esetre még visszatérünk.In the manner we have suggested, it is possible to reduce the difficulties of the conventional process and to produce multilayer materials having properties which cannot be produced by the alloying process. The process involves the use of amorphous metals, so called modifying the process for making metal bottles in accordance with our goals; of course not trying to keep the getter metals from crystallizing. The metal, alloy for the purpose of the getter, is melted, either in a crucible, preferably by induction method, with or without a float, and then poured through the bottom of the crucible, or through a separate nozzle, onto the periphery of a rapidly comes in the form of a belt at a speed corresponding to the circumferential velocity of the cylinder shell. In order to make a multilayer material, several nozzles are used one after the other. In most cases, the bonding of the layers requires that the solidified layer is still warm enough. Therefore, in some cases, it is advisable to use a material with a lower thermal conductivity instead of the copper commonly used in amorphous technology as the material of the rotating cylinder. The temperature of the roller can also be controlled, but in the case of a roller operating at high temperatures, the bearing arrangement may become uncomfortable. The temperature of the layer at the outlet of the second layer also influences the speed of rotation and the distance between the two nozzles. Since the latter is difficult to obtain very small, it is advisable to reduce the speed compared to the amorphous metal technology. Since the materials to be melted are necessarily highly reactive, the melting, casting, solidifying system, and winder, il. the cutting device is housed in a closed, aspirated chamber and is in a vacuum or inert gas during operation. The latter is used when working at a melting temperature with an easily volatile component. In fact, gas filling greatly reduces the evaporation rate. If you get the getter with some gas, eg. hydrogen or nitrogen, these gases or a mixture of noble gas and saturation gas are used instead of noble gas. We will return to this case.
A többfúvókás technikát meg lehet takarítani, ill. egy réteggel kevesebbet lehet önteni oly módon, hogy a korongra a fúvóka (fúvókák) alá egy szalagot vezetünk. Így eleve egy réteggel indulunk. Ilyen módon olyan anyag, vagy geometria is alkalmazható, mely a leírt módon nem készíthető.The multi-jet technique can be saved or saved. one layer less can be cast by placing a tape under the nozzle (s). So we start with a single layer. In this way, material or geometry that cannot be produced as described may be used.
Az olvasztótér az eBetek nagy részében lefenekelt kvarccső, a közepén öntőlyukkal (fúvóka). A teret indukciós tekerccsel veszszük körül. Ezt 1200 °C-ig tartósan, rövidebb élettartammal 1400-1500 °C-ig lehet használni. Az alumínium és a magas alumínium tartalmú anyagok a kvarcot megtámadják, ebben az esetben kormozott kvarcot használunk. A rövid olvasztási idő alatt nem keletkezik számottevő mennyiségű Al-karbid. Ritka földfémek esetén tantáledény a célszerű, a ritka földfémek nem reagálnak tantállal.The melting chamber is a quartz tube, which is largely covered by eBet, with a die hole (nozzle) in the center. The space is surrounded by an induction coil. It can be used permanently up to 1200 ° C with a shorter life up to 1400-1500 ° C. Aluminum and high aluminum materials attack quartz, in which case carbon black is used. No significant amount of Al-carbide is formed in the short melting time. In the case of rare earth metals, tantalum is preferable, and rare earth metals do not react with tantalum.
Olyan ötvözetek esetén, melyek ritka földfémet és tantállal reagáló komponenst is tartalmaznak, lebegtető olvasztást is használhatunk. Fúvóka ez esetben is kell, ez lehet hideg réz vagy meleg BN. Hideg réz esetén az Al, ill. a magas Al tartalmú ötvözetek hajlamosak a tapadásra.In the case of alloys containing a rare earth metal and a tantalum reactive component, floating melting may also be used. A nozzle is needed in this case, either cold copper or warm BN. In the case of cold copper, Al or. high Al content alloys tend to stick.
Abban az esetben, ha felhasználási területünk poralakú gettert kíván, célszerűen rideg ötvözetet választunk és egy fúvókával dolgozunk. Az öntési sebességet és a fordulatszámot lehetőleg úgy választjuk meg, hogy a szalagvastagság a megkívánt szemcseméret nagyságrendjébe essen. Az ilyen módon előállított szalagot összehasonlíthatatlanul könnyebben lehet őrölni, mint az öntecset. A szalagot közvetlenül a lejövés után darabokra lehet törni, ezt elősegíti a henger keresztirányú periodikus bekarcolása. Ha ez nem elég, akkor a felcsévélő helyére tett kalitka elvégzi a darabolást. Az őrlés folyamatos üzemben közvetlen rácsatlakozással végezhető el, például egy kávédaráló jellegű 5-10 ezer fordulatszámú rúddal. Az őrlőmű hengeres részét célszerű titónlemezböl ponthegesztéssel készíteni, az őrlőrúd is titán vagy titánborítású. A rendszer ez esetben célszerű nemesgázban üzemeltetni, ekkor a fedélen elhelyezett nyílások helyük szerint a kívánt szemcsenagyságot hordják ki, a rendszer szélszeparátorként működik. A porfrakciókat kis ciklonokban fogjuk fel.In case our application requires a powdered getter, we prefer to use a brittle alloy and work with a nozzle. The casting speed and speed are preferably selected so that the strip thickness is in the order of the desired particle size. The tape produced in this way is incomparably easier to grind than a die-casting die. The ribbon can be broken into pieces immediately after it has been cut, facilitated by the transverse periodic scratching of the roll. If this is not enough, the cage placed in the reel-in position will cut it. Grinding can be carried out in a continuous operation with a direct grid connection, for example with a coffee grinder 5-10 thousand rpm. The cylindrical part of the mill is preferably made of titanium sheet by spot welding, the milling rod is also titanium or titanium coated. In this case, it is expedient to operate the system in noble gas, whereby the apertures on the lid carry the desired particle size according to their location, and the system acts as a wind separator. The powder fractions are captured in small cyclones.
A fent leírt eljárás a legtöbb anyagnál leegyszerűsíthető. Nagyon gyorsan forgó henger esetén az anyag szalag helyett porsugár alakjában távozik. A szemcseméretet azonban nagyon nehéz befolyásolni, a keletkező por általában finom, néhány pm átlagos méretű.The procedure described above can be simplified for most materials. In the case of a very fast rotating cylinder, the material is discharged in the form of a powder jet instead of a belt. However, the particle size is very difficult to influence, and the resulting powder is generally fine, with a few pm average.
Abban a gyakoribb esetben, amikor az anyagot nem por formájában akarjuk felhasználni, nem vagyunk kötve a rideg, vagy hűtéssel ridegíthető összetételhez. A szalagot közvetlenül vagy gyűrűvé hegesztve használjuk fel. Magasabb hőmérsékleten üzemelő (vagy elpárolgó) getterek esetén - ez a felhasználási terület nagyobb része - a porból préselt test nagyobb felülete nem jelent előnyt. A többrétegű technika, mint ezt az alkalmazási példáknál látni fogjuk, igen nagy tervezői szabadságot ad.More often, when the material is not intended to be used in powder form, it is not bound to the brittle or chilled composition. The tape is used directly or welded to a ring. For higher temperature (or evaporative) geters, which are a large part of the application area, the larger surface area of the powder-pressed body is not an advantage. Multilayer technology, as we will see in the application examples, gives a great deal of design freedom.
A találmány szerinti eljárás áttekinthetőségének elősegítésére leírásunkhoz rajzmellékletet csatolunk, mely segítségével bemutatjuk az eljáráe példaképpeni megvalósítását. A rajzmellékleten azIn order to facilitate the understanding of the process of the invention, a description is attached to the description which illustrates an exemplary embodiment of the process. The drawing attachment shows
1. ábra: a találmány szerinti eljárás megvalóeítására alkalmas berendezés vázlata, aFigure 1 is a schematic diagram of an apparatus for carrying out the process of the invention, a
2. ábra: a találmány szerinti eljárással előállítható három réteges getterszalag keresztmetszetének vázlata.Fig. 2 is a schematic cross-sectional view of a three-layer gettable tape obtainable by the process of the present invention.
Az 1. ábrán 1 - a forgó hűtőhenger, 2 rezgésmentes meghajtó villanymotor, 3 - hajtószíj, 4,5,6 - olvasztótégely, 7,8,9 - gázvezeték, 10 - védőgázcsonk, 11 - vezeték, 12 munkakamra, 13 - terelő, 14 - kalitkás felcsévélő, 15,16,17 - nagyfrekvenciás tekercs.In Fig. 1, 1 - the rotating cooling cylinder, 2 the vibration-free electric motor, 3 - the drive belt, 4,5,6 - the melting crucible, 7,8,9 - the gas line, 10 - the shielding gas connection, 11 - the pipe, 12 the working chamber, 13 - the baffle, 14 - cage reel, 15,16,17 - high frequency coil.
Az alábbiakban ismertetjük, hogy a találmány szerinti eljárással hogyan állíthatunk elő példaképpen egy háromrétegű getterszalagot.The following describes how, by way of example, a three-layer gettable tape can be produced by the process of the invention.
A 4 olvasztótégelybe 48Fe-48Ni-4B összetételű ötvözetet, az 5 olvasztótégelybe mischmetallt (főtömegében Y-ot tartalmazó ritkaföldfém keverék), a 6 olvasztótégelybe pedig 15Al-12Y-73Zr ötvözetet teszünk darabosan vagy komponenseiben. A 11 vezetéken át a rendszert nagyvákuumra leszivattyúzzuk. A 7,8,9 gázvezetékeken keresztül rövid Ar gáz öblítést alkalmazunk. A rendszert ezután újra leszivattyúzzuk. A rendszert forgási állapotba hozzuk. A 4,5,6 olvasztótégelyeket a bennük levő fémekkel együtt kb. 600-700 ’C-ra melegítjük. Forgatás és melegítés közben a rendszert kb. 20 percig tovább szivattyúzzuk, ezután a 7,8,9 gázvezetékeken és a 10 védőgázcsonkon keresztül egyidejűleg argonnal kb. egy atmoszféra nyomásra feltöltjük a párolgás csökkentése végett. A nagyfrekvenciás izzítóberendezéssel az olvasztótégelyekben levő fémeket megolvasztjuk, majd kb. 20-30 °C-al az olvadáspont fölé melegítjük. Ezután a 4 olvasztótégely fúvókájának helyzetével és a 7 gázvezetékre adott gáz nyomásának beállításával úgy szabályozzuk a kifúvott fémsugarai, hogy az 1 forgó hűtőhengeren 5 mm széles, 0,05 mm vastag szalag viliik le. Amikor az így előállított fémszalagot a 14 kalitkás felcsévélő már viszi, akkor megindítjuk az 5 olvasztótégely fúvókéjából a fémsugarat oly módon, hogy az említett szalagra a mischmetallból kb. 2-2,5 mm széles kb. 0,005 mm vastag csík rakódik le. Ezután indítjuk a 6 olvasztótégely fúvókóját a 9 gázvezetékkel, és úgy járunk el, hogy a kiáramló fémréteg feltétlenül lefedje a mischmetallt és lehetőleg olyan széles legyen, mint az alapréteg.Into the melting pot 4 was added an alloy of the composition 48Fe-48Ni-4B, to the melting pot 5 there was added mischmetal (a mixture of rare earth containing predominantly Y) and in the melting pot 6 the alloy 15Al-12Y-73Zr. The system is pumped to high vacuum through line 11. A short flush of Ar gas is used through the 7,8,9 gas lines. The system is then pumped again. The system is rotated. The melting crucibles 4,5,6 together with the metals contained in them are ca. Heat to 600-700 ° C. The system is rotated and heated for approx. It is pumped for a further 20 minutes, after which it is flushed through the gas lines 7,8,9 and the shielding gas jet 10 with ca. it is charged at atmospheric pressure to reduce evaporation. With the high-frequency annealing device, the metals in the melting crucibles are melted and then approx. 20-30 ° C above the melting point. Then, by positioning the nozzle of the melting pot 4 and adjusting the pressure of the gas applied to the gas line 7, the blasted metal jets are adjusted so that a 5 mm wide, 0.05 mm thick belt is drawn on the rotating cooling roller 1. Once the metal strip so produced is carried by the cage reel 14, the metal jet is started from the nozzle of the melting crucible 5 so that about 50% of the mischmetal is applied to said strip. 2-2.5 mm wide approx. A 0.005 mm thick strip is deposited. Then, the nozzle of the melting pot 6 is started with the gas line 9 and it is ensured that the outgoing metal layer necessarily covers the mischmetal and is as wide as possible with the base layer.
Megvalósítási példaként felhozzuk az alábbi lehetőségeket:As an example of implementation, the following options are provided:
a) Önhordó aktív réteg öntése, például Zi—Ál-ritkaföldfém réteg.a) Casting of self-supporting active layer, eg Zi-Al rare earth layer.
b) Az aktív réteg alá vagy fölé fel lehet vinni megfelelő mechanikai tulajdonságokat adó (hajlítható, ütés-rézásóllóságot biztosító, hegeszthető) vastagabb, szélesebb rétegei, és igy elektród vagy egyéb lemezalkatrész (kivezetőszalag, rugó) céljára alkalmassá lehet tenni.b) Thicker, broader layers can be applied under or over the active layer to provide suitable mechanical properties (bendable, impact-resistant, weldable) and thus to be used for electrode or other plate components (lead-in strips, springs).
c) A hordozóra fel lehet vinni egymás mellé, vagy annak két oldalára két különböző gettert (pl. az egyik oldalra Ba tartalmú, a másikra tükör nélküli gettert) ún. kombinált getter előállítása céljából.c) Two different getter (s) (eg one containing Ba on one side and one without mirror) on the other side can be applied to the substrate or to one side. to produce a combined getter.
d) Fel lehet vinni az elpárolgó getter alá sz elhajtést exotermmé tevő, vagy legalább az elhajtási hőszükséglel egy részét fedező réteget (pl. Ba-Al alá nikkelt), esetleg az olvadáspontot csökkentő adalékkal, esetleg külön hordozóróteggel.d) It is possible to apply an exotherm to the evaporator under the getter or to cover at least part of the drive with heat (eg Ba-Al nickel), possibly with a melting point additive, or with a separate carrier.
e) Fel lehet vinni mágneses anyagra, ill. kontaktust biztosító anyagra gázmegkötő réteget, pl. hermetikusan lezárt kapcsoló eszközök számára.e) Can be applied to magnetic material or contacting material with a gas-binding layer, e.g. for hermetically sealed switching devices.
f) A hidrogént csak alacsonyabb hőfokon megkötő getter használhatósági határát fel-49 jebb lehet tolni oly módon, hogy a hidrogént (is) getterezó réteg és a passzív vagy magában is getterezó hordozó közé levegőt és beforrasztást nem álló ritkaföldfémet, vagy azok ötvözetét helyezzük el.f) The usability limit of a lower-temperature hydrogen bonding getter can be shifted upwards by placing a rare-earth or non-soldering rare-earth metal between the hydrogen (also) gettering layer and the passive or individual gettering carrier.
g) A hordozóra egymás mellé, vagy két oldalára gettert és a getterezendő eszközbe szükséges adalékanyagot, pl. higanyt leadó réteget vihetünk fel. Hg esetén higanyötvözet csíkot viszünk fel a hordozóra, mely ötvözet komponense a hordozóval vagy a további fedőréteggel reagál a visszanyelés ellen. A visszanyelés részlegesen is tönkretehető, ekkor az amalgámos rendszerek szabályozott alacsonyabb Hg gőznyomását kaphatjuk telített gőzös rendszerekben.g) Getter on the substrate side by side or on both sides and additive necessary for the device to be bonded, e.g. a layer of mercury can be applied. In the case of Hg, a strip of mercury alloy is applied to the substrate, the alloy component of which reacts with the substrate or additional coating to prevent absorption. Recovery can be partially destructive, resulting in controlled lower Hg vapor pressures of amalgam systems in saturated vapor systems.
Figyelembe kell venni, hogy számos fém a Hg-t magasabb hőmérsékleten jobban oldja. Fémüveg technikával túltelített rendszereket lehet előállítani. Hasonló módon alkáli fémet, továbbá nem fémes anyagot, így foszfort, nitrogént, bizonyos határok között halogént is be lehet adagolni.It should be noted that many metals dissolve Hg better at higher temperatures. Systems that can be over-saturated with metal glass technology can be produced. Similarly, alkali metal as well as non-metallic material such as phosphorus, nitrogen and, within certain limits, halogen may be added.
h) Hidrogén adagolható oly módon, hogy hidrogénnel telített, ill. hidrogéntartalmú réteget állítunk elő, mely réteg az aktiváláskor a hidrogént leadja, és mint getter a lehűléskor nem nyeli vissza, mert aktiválás közben át- ill. kikristályosodik (az amorf Fe ill. Ni ötvözetek sok Ηι-t képesek oldani) vagy másik réteggel ötvöződve csökken a Hí felvevőképességük. (Pl. Hí atmoszférában csurgatott ritkaföldfém, melybe a hordozóból, a fedőből Cu, Ag vagy Ni ötvöződik.)h) Hydrogen may be added by hydrogenation or addition of hydrogen. a hydrogen-containing layer is formed which, upon activation, releases hydrogen and, as a getter, does not absorb it upon cooling, because it undergoes a process of activation during activation. it crystallizes (amorphous Fe or Ni alloys can dissolve many Ηι) or blends with another layer to reduce their H1 uptake. (For example, a rare earth metal dripped in a HI atmosphere into which Cu, Ag, or Ni is doped from the substrate or lid.)
Fenti alkalmazási lehetőségekre az alábbiakban konkrét megvalósítási példákat adunk meg:For specific applications above, specific implementation examples are given below:
a) -hoz: 10-20 tömeg% Al, 10-15% ritkaföldfém, pl. mischmetall, Y, La, Ce (a többi ritkaföldfém hasonlóan működik, de magas áruk miatt alkalmazásuk kevésbé célszerű), a maradék Zr. Ennek az ötvözetnek a ridegsége a kiindulási anyag, elsősorban a Zr és a ritkaföldfém oxid nitridtartalmától függ. Ha az anyag tiszta, a szalag eléggé hajlékony, ha viszont oxidos, könnyen őrölhető.a) to 10-20% Al, 10-15% rare earth, e.g. mischmetall, Y, La, Ce (other rare earths work similarly, but due to high commodities they are less appropriate), the remaining Zr. The brittleness of this alloy depends on the nitride content of the starting material, particularly Zr and the rare earth oxide. If the material is clean, the tape is quite flexible, but if oxidized, it can be easily ground.
b) -hez: az a) szerinti réteg felvitele Fe + 4% B tartalmú ötvözetből álló hordozórétegre.b): Applying the layer of a) to a support layer consisting of Fe + 4% B alloy.
c) -hez: hasonló a b) megoldáshoz, de a Fe + 4% B összetételű hordozórétegre egyik oldalon az a) ezerinti bevonat kerül, a másik Oldalára pedig egy 44% Al - 56% Ba összetételű ötvözet (BaAU) kerül.c): Similar to solution b), but with a Fe + 4% B coating on one side and a 44% Al - 56% Ba alloy (BaAU) coating on one side.
d) -hez: 48% Fe - 48% Ni - 4% B (rossz hővezető) ötvözetre vékony Ni 4% B ötvözet, erre BaAl» réteg kerül. Antimagnetikus rendszerek számára: Cu + 0,5-1% P összetételű ötvözet, erre Ni + 4%. B ötvözet, majd e fölé BaAl« réteg kerül. Ennek aktiválásakor a Ni részben a Cu-ba, részben az Al-ba ötvöződik bele, az aktiválás után ferromágneses anyag nem marad vissza.d): 48% Fe - 48% Ni - 4% B (poor thermal conductivity) alloy thin Ni 4% B alloy with a BaAl layer. For antimagnetic systems: Cu + 0.5-1% P alloy, Ni + 4%. Alloy B and then BaAl «layer over it. When activated, Ni is partially blended into Cu and partly into Al, and once activated, no ferromagnetic material remains.
e) -hez: standard amorf (rugózó) mágneses fémanyag pl. a Fe + 4% B, vagy a Fe +e): standard amorphous (spring) magnetic metal material e.g. Fe + 4% B, or Fe +
1-3% Si vagy a Fe + 0,5-3% P összetételű ötvözet, rajta az a) szerinti Ötvözetből készült réteg. Itt két nehézség van: A getter felvitele nem kristályosíthatja ki a hordozót, ezért viszonylag hideg fémre kell felvinni a gettert, ami ronthatja a kötést. Megfelelő kompromisszum található, ha a mágneses anyag sokkal vastagabb, mint a getter.1-3% Si or Fe + 0.5-3% P alloy with a layer of Alloy according to a). There are two difficulties here: Applying the getter cannot crystallize the substrate, so the getter must be applied to relatively cold metal, which can degrade the bond. A good trade-off can be found if the magnetic material is much thicker than the getter.
A getter hővel nem aktiválható. A getterezendő eszköz maradékgáza általában vizet tartalmaz, teslázással ill. glimmeléssel kell aktiválni. A kisülés a vízből Hí-t hasít le, ami az első részben leírt módon beindítja az aktiválást.The getter cannot be heat activated. The remainder gas of the device to be getted usually contains water, by brewing or soaking. should be activated by glimming. The discharge from the water cleaves H1, which initiates activation as described in the first section.
f) -hez: Ezt a megoldást a 2. ábra mutatja, melyen 18 - az alapfém, 19 - ritkaföldfém réteg, 20 - az a) szerinti ötvözet. Ennek antimágneses változataként lásd a c)-nél leírtakat. Alapfémként Ti is használható.f): This solution is illustrated in Figure 2, where 18 is the base metal, 19 is the rare earth layer, 20 is the alloy according to a). As an antimagnetic variant, see c). You can also use Ti as the base metal.
g) -hez: Hg esetén hordozó lehet a Cu, erre jön az Sn-amalgám, és az a) szerinti getterréteg. Aktiváláskor a Cu és az Sn reagál egymással. A bronz gyakorlatilag nem nyeli vissza a higanyt. A visszanyelés szabályozására a %-os összetételt, az aktiválási időt (nem teljes ötvözés) és indiumadalékot használhatunk. Foszfor leadásához a Cu-ba 20% foszfort kell ötvözni, ebből réztükör nélküli foszfor hajtható el.g): For Hg, the carrier may be Cu, followed by the Sn amalgam and the getter layer of a). Upon activation, Cu and Sn react with each other. Bronze practically does not absorb mercury. The% composition, activation time (incomplete alloy), and indium additive can be used to control recovery. To release phosphorus, 20% phosphorus must be incorporated into the Cu to remove phosphorus without a copper mirror.
Halogén elem adagolására olvasztott ezüsthaloid-csikot használunk, ez jól önthető, lágy és amorf marad. Aktiváláshoz ezüsttel reagáló alapfémet, pl. Sn-t és Cu-t használhatunk.A molten silver halide bar is used to add a halogen element, which remains well-molded, soft and amorphous. For activation, a silver-reacting parent metal, e.g. Sn and Cu can be used.
Fentiek megítéléséhez érdemes figyelembe venni, hogy a hirtelen lehűtött fémek tulajdonságai erősen eltérhetnek az egyensúlyitól. A kristályosak tartalmazhatnak metastabil fázist, az amorfoknál még erŐBebb eltérések várhatók, például meglepő módon az amorf Fe (magas Fe tartalmú ötvözetek, nem hajlamosak a rozsdásodásra, kiterjedten használható ez a vas ott, ahol a drágább nikkel, vagy nikkelezett anyag szokásos.In order to judge the above, it is worth considering that the properties of suddenly cooled metals may vary greatly from equilibrium. Crystalline materials may contain a metastable phase, and even greater differences than amorphous ones are expected, such as, surprisingly, amorphous Fe (high Fe alloys, non-corrosive), iron is widely used where more expensive nickel or nickel plated materials are common.
Claims (3)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU81885A HU192912B (en) | 1985-03-05 | 1985-03-05 | Method for making gas-catching and gas-composition controlling metal strips /getter strips/ |
| DE19853530058 DE3530058A1 (en) | 1985-03-05 | 1985-08-22 | Method for the production of metal strips which bind gas or control the composition of a gas (getter strips) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU81885A HU192912B (en) | 1985-03-05 | 1985-03-05 | Method for making gas-catching and gas-composition controlling metal strips /getter strips/ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HUT39533A HUT39533A (en) | 1986-09-29 |
| HU192912B true HU192912B (en) | 1987-07-28 |
Family
ID=10951500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU81885A HU192912B (en) | 1985-03-05 | 1985-03-05 | Method for making gas-catching and gas-composition controlling metal strips /getter strips/ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3530058A1 (en) |
| HU (1) | HU192912B (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5622216A (en) * | 1994-11-22 | 1997-04-22 | Brown; Stuart B. | Method and apparatus for metal solid freeform fabrication utilizing partially solidified metal slurry |
| AT506960B1 (en) * | 2008-08-18 | 2010-01-15 | Alvatec Alkali Vacuum Technolo | METHOD FOR PRODUCING A GETTER DEVICE |
-
1985
- 1985-03-05 HU HU81885A patent/HU192912B/en not_active IP Right Cessation
- 1985-08-22 DE DE19853530058 patent/DE3530058A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HUT39533A (en) | 1986-09-29 |
| DE3530058A1 (en) | 1986-09-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4306887A (en) | Getter device and process for using such | |
| JP5057111B2 (en) | Rare earth magnet manufacturing method | |
| RU2147386C1 (en) | Compound of materials for low-temperature initiation of gas-absorbing material activation process and gas-absorbing means containing it | |
| JP2893528B2 (en) | Non-evaporable getter alloy | |
| US5831385A (en) | Mercury dispensing composition containing Cu-Si alloy promoter | |
| US6010661A (en) | Method for producing hydrogen-containing sponge titanium, a hydrogen containing titanium-aluminum-based alloy powder and its method of production, and a titanium-aluminum-based alloy sinter and its method of production | |
| US20020041819A1 (en) | Low oxygen refractory metal powder for powder metallurgy | |
| EP3071720B1 (en) | Non-evaporable getter alloys particularly suitable for hydrogen and carbon monoxide sorption | |
| WO2010113465A1 (en) | Alloy for sintered r-t-b-m magnet and method for producing same | |
| JP3630164B2 (en) | Magnetic alloy material and method for producing the same | |
| ITMI20090410A1 (en) | NON EVAPORABLE GETTER ALLOYS PARTICULARLY SUITABLE FOR HYDROGEN ABSORPTION | |
| US6214177B1 (en) | Method of producing a silicon/aluminum sputtering target | |
| RU2388839C2 (en) | Non evaporating gas absorbing alloys for hydrogen trapping | |
| KR930006212B1 (en) | Rare Earth Metal Hydrogen Absorption Alloy | |
| US9064668B2 (en) | Non-evaporable getter alloys reactivable after exposure to reactive gases | |
| HU192912B (en) | Method for making gas-catching and gas-composition controlling metal strips /getter strips/ | |
| US8529673B2 (en) | Safe gas sorbents with high sorption capacity on the basis of lithium alloys | |
| RU2738278C2 (en) | Non-evaporable getter alloys particularly suitable for hydrogen and carbon monoxide sorption | |
| CN1143686A (en) | Multielement non-evapotranspiation type low-temp activation Zr base gas-absorber alloy and producing method thereof | |
| JP3244332B2 (en) | Method and apparatus for producing rare earth metal spherical particles | |
| JPH108180A (en) | Hydrogen storage alloy | |
| JP7157573B2 (en) | Ni-based alloy for seed layer of magnetic recording media | |
| JPS61143544A (en) | Material for reversibly occluding and releasing hydrogen | |
| JPS62284033A (en) | Reversible hydrogen occluding and releasing material | |
| KR102303001B1 (en) | Electrode marerial for transient liquid phase sintering |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HU90 | Patent valid on 900628 | ||
| HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |