ITMI20111870A1 - Composizioni di getter non evaporabili che possono essere riattivate a bassa temperatura dopo l'esposizione a gas reattivi ad una temperatura maggiore - Google Patents
Composizioni di getter non evaporabili che possono essere riattivate a bassa temperatura dopo l'esposizione a gas reattivi ad una temperatura maggiore Download PDFInfo
- Publication number
- ITMI20111870A1 ITMI20111870A1 IT001870A ITMI20111870A ITMI20111870A1 IT MI20111870 A1 ITMI20111870 A1 IT MI20111870A1 IT 001870 A IT001870 A IT 001870A IT MI20111870 A ITMI20111870 A IT MI20111870A IT MI20111870 A1 ITMI20111870 A1 IT MI20111870A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- alloys
- getter
- alloy
- temperature
- activation temperature
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 61
- 229910000986 non-evaporable getter Inorganic materials 0.000 title claims description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 title description 35
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 99
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 99
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 38
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 33
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 12
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 9
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910001122 Mischmetal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910003126 Zr–Ni Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000946 Y alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910002058 ternary alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 20
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 13
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000007420 reactivation Effects 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 238000004320 controlled atmosphere Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002835 noble gases Chemical class 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000016169 Fish-eye disease Diseases 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001093 Zr alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009125 cardiac resynchronization therapy Methods 0.000 description 2
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 2
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006187 pill Substances 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ZGTNJINJRMRGNV-UHFFFAOYSA-N [V].[Fe].[Zr] Chemical compound [V].[Fe].[Zr] ZGTNJINJRMRGNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000005394 sealing glass Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J20/28004—Sorbent size or size distribution, e.g. particle size
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J7/00—Details not provided for in the preceding groups and common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J7/14—Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
- H01J7/18—Means for absorbing or adsorbing gas, e.g. by gettering
- H01J7/183—Composition or manufacture of getters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12014—All metal or with adjacent metals having metal particles
Description
"COMPOSIZIONI GETTER NON EVAPORABILI CHE POSSONO
ESSERE RIATTIVATE A BASSA TEMPERATURA DOPO ESPOSIZIONE A GAS REATTIVI A TEMPERATURA PIU’ ELEVATA"
La presente invenzione riguarda composizioni contenenti leghe getter nonevaporabili che, dopo aver perso la loro funzionalità a causa di una esposizione a gas reattivi ad una prima temperatura, possono poi essere riattivati con un trattamento termico ad una seconda temperatura, più bassa della prima.
Le leghe getter non-evaporabili, anche conosciute come leghe NEG, possono assorbire reversibilmente idrogeno e irreversibilmente gas come ossigeno, acqua, ossido di carbonio, idrocarburi e, in alcuni casi, azoto.
Queste leghe sono impiegate in un numero di applicazioni industriali che richiedono il mantenimento del vuoto in sistemi sigillati: esempi di queste applicazioni sono gli acceleratori di particelle, i tubi per la generazione di raggi X, schermi con tubi a raggi catodici o CRTs, gli schermi piatti del tipo a generazione di campo (chiamati FEDs), le camere evacuate per l’isolamento termico come quelle usate nelle bottiglie termiche (thermos), le bottiglie Dewar ed i tubi per l’estrazione ed il trasporto di petrolio, i bulbi evacuati per le lampade a scarica ad alta intensità e i vetri isolati con il vuoto.
Le leghe NEG possono anche essere impiegate per rimuovere i gas sopra menzionati quando presenti in tracce in altri gas, generalmente gas nobili o azoto. Un esempio à ̈ l’uso in lampade riempite con gas, in particolare lampade fluorescenti che sono riempite con gas nobili a pressioni variabili tra pochi hectoPascal (hPa) ed alcune decine di hectoPascal, dove la lega NEG ha la funzione di rimuovere tracce di ossigeno, vapor d’acqua, idrogeno e altri gas così da garantire un livello di pulizia dell’atmosfera gassosa sufficiente per il corretto funzionamento della lampada. Altri esempi sono negli schermi al plasma, dove la funzione del NEG à ̈ sostanzialmente simile a quella delle lampade fluorescenti, e nell’utilizzo di una nega NEG per rimuovere tracce di impurezze gassose per la purificazione di gas, come gas nobili e azoto, impiegati nel campo dei semiconduttori.
Queste leghe generalmente hanno zirconio e/o titanio come componenti principali e comprendono uno o più elementi addizionali compresi tra i metalli di transizione, le terre rare o l’alluminio.
Il principio di funzionamento di leghe NEG à ̈ la reazione tra gli atomi metallici sulla la superficie della lega e il gas assorbito, per cui uno strato di ossidi, nitruri o carburi dei metalli si forma sulla superficie, e quando la copertura della superficie à ̈ completa la lega non à ̈ più attiva per ulteriori assorbimenti. La sua funzione può essere ripristinata attraverso un trattamento di riattivazione, ad una temperatura che à ̈ almeno la stessa e preferibilmente superiore alla temperatura di esercizio, eseguito per un tempo sufficientemente lungo per avere una diffusione dello strato assorbito dentro il bulk (volume) della lega e per creare di nuovo una superficie pulita e attiva.
La temperatura di attivazione di una lega getter à ̈ definita come la temperatura minima necessaria per la lega per ottenere una superficie almeno parzialmente attiva e avviare l'assorbimento dei gas attivi entro alcune decine di secondi.
Le leghe NEG possono essere classificate in due principali sottogruppi: leghe NEG che richiedono una temperatura di attivazione superiore a 450 °C sono di solito chiamate "leghe ad alta temperatura di attivazione" o semplicemente "leghe getter ad alta temperatura", mentre leghe NEG che richiedono una temperatura di attivazione inferiore a 450 °C sono chiamate "leghe a bassa temperatura di attivazione" o semplicemente "leghe getter a bassa temperatura". A seguito della definizione di "Temperatura di attivazione", le leghe getter a bassa temperatura possono essere attivate anche attraverso l'utilizzo di temperature superiori a 450°C; in queste condizioni esse possono essere attivate in un tempo molto breve rispetto al tempo necessario per le leghe getter ad alta temperatura. Per esempio, a secondo della alta temperatura applicata, esse possono essere attivate in un tempo che à ̈ tra 3 e 30 volte più corto di quello per le leghe getter ad alta temperatura.
Come esempi di leghe getter ad alta temperatura, il brevetto americano no.
3.203.901 descrive leghe Zr-Al ed il brevetto americano no.4.071.335 descrive le leghe Zr-Ni.
D'altra parte, come esempi di leghe getter a bassa temperatura, possono essere citati i seguenti documenti:
- il brevetto US no.4.312.669 illustra leghe Zr-V-Fe;
- il brevetto US no. 4.668.424 presenta leghe zirconio-nichel-mischmetal con l'aggiunta opzionale di uno o più metalli di transizione;
- il brevetto US no. 4.839.085 parla di leghe Zr-V-E, dove E Ã ̈ un elemento selezionato tra ferro, nichel, manganese e alluminio o una loro miscela;
- il brevetto US no. 5.180.568 riguarda composti intermetallici Zr-M'-M ", dove M 'e M "sono identici o diverse fra loro e vengono selezionati tra Cr, Mn, Fe, Co e Ni;
- il brevetto US no. 5.961.750 descrive leghe Zr-Co-A leghe, in cui A Ã ̈ un elemento selezionati tra ittrio, lantanio, terre rare o una loro miscela;
- il brevetto US no. 6.521.014 propone leghe zirconio-vanadio-ferro manganesemischmetal; e
- il brevetto US no. 7.727.308 illustra composizioni Zr-Y-M in cui M viene selezionato tra Al, Fe, Cr, Mn, V.
Le leghe NEG sono usate da sole o in miscela con un secondo componente, generalmente un metallo, in grado di garantire particolari caratteristiche ad un corpo formato con la lega, come ad esempio una maggiore resistenza meccanica. Le miscele più comunemente usate con i metalli sono composizioni che comprendono leghe Zr-V-Fe o Zr-Al e zirconio o titanio come descritte rispettivamente nei brevetti GB 2.077.487 e US 3.926.832, mentre il brevetto americano no. 5.976.723 descrive composizioni contenenti alluminio e una lega NEG di formula Zr1-x-Tix-M '-M ", dove M' e M" sono metalli selezionati tra Cr, Mn, Fe, Co e Ni, e x à ̈ compreso tra 0 e 1.
Un problema importante, che si verifica in alcuni casi, à ̈ che non à ̈ possibile trattare una lega per la sua attivazione o riattivazione ad una temperatura superiore a quella a cui à ̈ stata esposta precedentemente in presenza di gas durante la fabbricazione dei dispositivi. E’ in particolare il caso di leghe che vengono utilizzate in dispositivi in cui il volume da tenere sotto vuoto o in atmosfera controllata à ̈ definito da pareti in vetro. La produzione di questi dispositivi in genere richiede che la lega getter sia inserita nella sua posizione finale, quando il dispositivo à ̈ ancora aperto e il suo volume interno à ̈ esposto all'atmosfera; successivamente, il dispositivo à ̈ sigillato attraverso un cosiddetto processo di "frit-sealing", in cui fra le due porzioni di vetro da saldare à ̈ posta una pasta vetrosa a basso punto di fusione che, portata a circa 400-420 ° C, fonde, unendo così le due porzioni di vetro.
Il vuoto o l’atmosfera controllata possono essere ottenute nel volume interno del dispositivo prima della sigillatura (nei cosiddetti processi "in camera", in cui le fasi di montaggio del dispositivo sono eseguite in una camera sotto vuoto o atmosfera controllata) o, più comunemente, dopo il frit-sealing per mezzo di una "coda", cioà ̈ una piccola tubulazione di vetro che entra nel volume ed à ̈ adatta per la connessione ad un sistema di pompaggio.
Nel caso di dispositivi contenenti atmosfera controllata, come i display al plasma e alcune lampade, la codetta à ̈ utilizzata anche per il riempimento con il gas desiderato dopo la rimozione dell'aria e infine il dispositivo à ̈ sigillato con la chiusura della codetta, di solito grazie compressione a caldo.
In ogni caso, durante il frit-sealing, la lega NEG à ̈ esposta a un’atmosfera di gas reattivi che sono i gas rilasciati dalla pasta vitrea a basso punto di fusione nel caso dei processi "in camera†, e questi stessi gas in aggiunta ai gas atmosferici nel caso di processi con "codetta". Il contatto tra la lega e i gas reattivi avviene ad una temperatura che dipende dal processo: il dispositivo può essere portato alla temperatura di fritsealing in modo omogeneo all'interno di un forno, nel qual caso la lega NEG sarà esposta ai gas reattivi ad una temperatura di circa 400-420°C; in alternativa, à ̈ possibile utilizzare un riscaldamento localizzato, e.g. per irraggiamento, nel qual caso la temperatura del getter durante l’operazione dipende dalla sua distanza dalla zona di sigillatura.
Ad ogni modo, durante queste operazioni la superficie della lega NEG reagisce con più o meno intensità con i gas che sono presenti, con una conseguente disattivazione almeno parziale della lega, tale che la velocità di assorbimento e la capacità residua possono risultare insufficienti per il funzionamento previsto nel dispositivo. Quindi sarebbe richiesto un trattamento di riattivazione ad una temperatura almeno pari, o preferibilmente superiore, a quella del frit-sealing, trattamento che à ̈ però generalmente non applicabile, sia per prevenire una nuova fusione della pasta vetrosa di sigillatura, che metterebbe in pericolo la tenuta di saldatura sia per evitare danni alla stabilità meccanica delle parti che formano le pareti vetrose del dispositivo contenente il getter.
In altri casi, come nella maggior parte delle produzioni di lampade a scarica, la lega getter à ̈ inserita nella sua posizione finale quando il dispositivo à ̈ ancora in aria e le parti in vetro sono sigillate per mezzo di fusione del vetro (la cosiddetta sigillatura del vetro); in seguito, il dispositivo à ̈ evacuato per mezzo di una piccola tubulazione di vetro presente nella struttura, dopo la sua connessione ad un sistema di pompaggio. Durante il processo di sigillatura del vetro la lega getter può raggiungere temperature nell’intervallo di 400-450 ° C in presenza di aria e di altri gas reattivi con conseguente passivazione e disattivazione della lega.
Il brevetto europeo pubblicato come EP 1537250 descrive composizioni getter che possono essere riattivate attraverso un trattamento ad una temperatura inferiore a quella di una precedente esposizione a gas reattivi.
Queste composizioni sono costituite da una miscela di polveri di un primo componente che à ̈ titanio o da una miscela di titanio e almeno uno tra nichel e cobalto, con un secondo componente che à ̈ una lega getter non-evaporabile che comprende zirconio, vanadio, ferro e almeno un ulteriore componente scelto tra manganese e uno o più elementi scelti tra ittrio, lantanio e terre rare. Anche se quelle composizioni sono state trovate essere in grado di riattivazione completa, in termini di proprietà di assorbimento di monossido di carbonio, esse hanno mostrato una limitata possibilità di essere riattivato ad assorbire altri gas, per esempio l'idrogeno.
E' oggetto della presente invenzione fornire composizioni contenenti una lega getter non-evaporabile che, dopo aver perso la sua funzionalità a causa di una esposizione a gas reattivi ad una prima temperatura, può essere riattivata attraverso un trattamento termico ad una seconda temperatura che à ̈ più bassa della prima e senza i limiti delle proprietà di assorbimento che caratterizzano le composizioni descritte nell’arte nota.
Questo oggetto à ̈ realizzato secondo la presente invenzione attraverso composizioni getter che contengono una miscela di polveri di due diversi componenti, essendo detti componenti composti da leghe getter non evaporabili, caratterizzata dal fatto che il primo dei due detti componenti à ̈ costituito da una lega getter nonevaporabile avente una alta temperatura di attivazione, il secondo componente consiste in una lega getter non-evaporabile avente una bassa temperatura di attivazione ed il rapporto in peso tra il primo ed il secondo componente à ̈ superiore a 1:4 e inferiore a Gli inventori hanno scoperto che le composizioni dell’invenzione, contrariamente alle leghe NEG da sole e alle composizioni note di una lega NEG con uno o più metalli, possono essere esposte a gas reattivi (come i gas atmosferici) a temperature relativamente alte, per esempio circa 400-450 ° C, come richiesto per la sigillatura con pasta vetrosa di parti di vetro o per la sigillatura diretta del vetro a caldo, e quindi possono essere completamente riattivate, recuperando buone proprietà di assorbimento per i gas attivi, mediante un trattamento termico a temperature più basse, tali da non mettere in pericolo la tenuta della saldatura vetrosa o la resistenza meccanica delle parti di vetro che sono vicine alla composizione. Le composizioni dell'invenzione hanno una interazione limitata con i gas attivi presenti durante il processo di sigillatura e dunque mantengono una maggiore capacità residua di assorbire i gas.
L'invenzione sarà descritta nel seguito con riferimento alla figura 1, nella quale le curve di assorbimento di H2a 400 °C di alcune composizioni dell'invenzione sono confrontate con quelle delle composizioni della tecnica nota quando riattivate dopo esposizione a gas reattivi.
Le leghe NEG utilizzate nelle composizioni come leghe getter non-evaporabili ad alta temperatura di attivazione possono essere, ad esempio, leghe a base di zirconio o a base di titanio, con particolare riferimento alle leghe binarie di zirconio come Zr-Ni e Zr-Al o leghe ternarie di zirconio come Zr-Ni-X e Zr-Al-X, in cui il contenuto del terzo elemento metallico X à ̈ inferiore al 10% rispetto al peso totale della miscela di lega getter. Al fine di ottenere composizioni secondo la presente invenzione, la lega NEG ad alta temperatura di attivazione à ̈ caratterizzata da una temperatura di attivazione superiore a 450 °C e dall’essere generalmente impiegata in forma di polvere con particelle di dimensioni inferiori a 220 micron e preferibilmente inferiore a 130 micron.
Le leghe NEG utilizzate nelle composizioni come leghe getter non-evaporabili a bassa temperatura di attivazione possono essere, ad esempio, leghe a base di zirconio con particolare riferimento a leghe Zr-Co-A (dove A à ̈ un elemento selezionato tra ittrio, lantanio, terre rare o una loro miscela), leghe Zr-Fe-Y, leghe Zr-V-Fe e leghe Zr-V-Fe-Mn-MischMetal. Al fine di ottenere composizioni della presente invenzione, la lalega NEG a bassa temperatura di attivazione si caratterizza per avere una temperatura di attivazione inferiore a 450 ° C e dall’essere generalmente impiegata in forma di una polvere con particelle di dimensioni inferiori a 250 micron e preferibilmente inferiore a 150 micron.
Secondo la presente invenzione, il rapporto di peso tra la lega NEG ad alta temperatura e la lega NEG a bassa temperatura à ̈ compreso tra circa 1:4 e 7:3, preferibilmente tra circa 3:7 e 3:2, ancor più preferibilmente in un rapporto di circa 2:3.
Le composizioni dell'invenzione hanno dimostrato buone proprietà di assorbimento di H2dopo riattivazione a seguito dell’esposizione a gas reattivi. Come risultato secondario inaspettato che può essere aggiunto alle proprietà di rimozione dell'idrogeno, in aggiunta tali composizioni hanno mostrato alta capacità di assorbimento e velocità di assorbimento per altri gas (ad esempio metano o gas contenenti ossigeno). Le composizioni possono essere usate per produrre dispositivi getter di varie forme, avendo un supporto o meno.
Un possibile modo di utilizzare le composizioni della presente invenzione à ̈ quello di formare dispositivi o elementi getter in forma di pillole ottenute per compressione, versando la miscela di polveri in uno stampo adatto e comprimendo la stessa con un punzone idoneo, con valori di pressione applicata generalmente superiori a 3000 Kg / cm ².
La compressione può essere seguita da una fase di sinterizzazione, in cui il compresso subisce un trattamento termico a temperature comprese tra circa 700 e 1000 °C sotto vuoto o atmosfera inerte. Mentre i dispositivi getter hanno generalmente la forma di una pillola nel caso di sola compressione, quando avviene anche la sinterizzazione, che aumenta la resistenza meccanica del corpo finito, possono essere ottenute anche altre forme, come ad esempio compresse relativamente sottili.
Come alternativa interessante, il dispositivo getter comprende polveri delle composizioni secondo l'invenzione supportate da un substrato meccanicamente adatto, generalmente di metallo. Il substrato può essere una striscia o un foglio metallici, nel qual caso le polveri della composizione possono essere depositate tramite laminazione a freddo o serigrafia seguita da sinterizzazione; laminazione a freddo à ̈ una tecnica ben nota nel campo della metallurgia delle polveri, mentre la produzione di depositi di materiale getter per serigrafia à ̈ illustrata nel brevetto US 5.882.727. Il substrato può essere anche un contenitore di varie forme, a condizione che ci sia almeno una parte aperta attraverso la quale la composizione dell'invenzione può venire in contatto con il volume da cui le impurità gassose devono essere rimosse, come ad esempio una corta struttura cilindrica in cui viene versata la miscela di polveri ed in cui, successivamente, detta miscela à ̈ compressa con un punzone adatto. Nel caso in cui la composizione dell'invenzione à ̈ introdotta in un contenitore, generalmente non à ̈ necessaria la sinterizzazione. Una struttura alternativa à ̈ una struttura filiforme creata piegando un substrato metallico lungo e stretto al fine di avvolgere e racchiudere le polveri dell'invenzione con l'eccezione di una fessura longitudinale per favorire l'assorbimento del gas.
In un secondo aspetto, la presente invenzione riguarda un sistema sensibile con un dispositivo getter ottenuto utilizzando una composizione getter contenente una miscela di polveri di due diversi componenti, essendo tali componenti composti da leghe getter non evaporabili, caratterizzati dal fatto che il primo dei due componenti à ̈ costituito da una lega getter non-evaporabile con alta temperatura di attivazione, il secondo componente à ̈ costituito da una lega getter non-evaporabile a bassa temperatura di attivazione e il rapporto in peso fra il primo ed il secondo componente à ̈ superiore a 1:4 e inferiore a 7:3. Esempi di sistemi sensibili che possono essere migliorati con la presente invenzione sono, in una lista non limitante, acceleratori di particelle, tubi a raggi X, schermi formati da tubi a raggi catodici o CRT, schermi piatti ad emissione di campo (chiamati FEDs), camicie evacuate per l'isolamento termico, come quelle usate nelle bottiglie termiche (thermos), bottiglie Dewar e tubi per l'estrazione e trasporto di petrolio, le camicie evacuate delle lampade a scarica ad alta intensità e dei vetri isolati sotto vuoto o delle lampade riempite di gas.
L'invenzione sarà ulteriormente illustrata dai seguenti esempi. Questi esempi, non limitanti, mostrano alcune realizzazioni progettate per mostrare agli esperti come mettere in pratica l'invenzione e per rappresentare il modo migliore di applicazione dell’invenzione stessa.
ESEMPIO 1
Un campione in base ad una composizione dell'invenzione à ̈ stato preparato mescolando una polvere della lega ad alta temperatura di attivazione Zr 86%-Al 14% in peso, con una polvere di una lega a bassa temperatura di attivazione Zr 70%- Fe 15%-Y 15% in peso in un rapporto 2:3; la granulometria delle polveri era compresa tra 0 e 125 micron per entrambe le leghe. In seguito 120 mg di miscela sono stati compressi con una pressione di circa 4000 Kg/cm2 in un idoneo contenitore ad anello ed il campione à ̈ stato riscaldato in aria a 420 °C per circa 1 minuto. Infine à ̈ stato effettuato sul campione un test di assorbimento di H2a 400 ° C, in condizioni statiche, dosando idrogeno con una pressione iniziale di 0,133 hPa nella camera del getter avente un volume di circa 5000 cm3 (indicato anche come "centimetri cubi" o "cc"), dopo attivazione a 400 ° C per 1 minuto.
ESEMPIO 2
Un campione, in base ad una composizione dell'invenzione, à ̈ stato preparato mescolando una polvere di lega ad alta temperatura di attivazione Zr76% - Ni24% in peso con una polvere di lega a bassa temperatura di attivazione Zr 70%-Fe 15% -Y15% in peso in un rapporto 2:3; la granulometria delle polveri era compresa tra 0 e 125 micron per entrambe le leghe. Poi un campione à ̈ stato preparato e testato secondo la modalità dell’esempio 1.
ESEMPIO 3
Un campione, in base ad una composizione dell'invenzione, à ̈ stato preparato mescolando una polvere di lega ad alta temperatura di attivazione Zr 79,2% - Ni 21,8% in peso con una polvere di una lega a bassa temperatura di attivazione Zr70% -Fe15% -Y15% in peso in un rapporto 2:3; la granulometria delle polveri era compresa tra 0 e 125 micron per entrambe le leghe. Il campione à ̈ stato preparato e testato secondo la modalità dell’esempio 1.
ESEMPIO 4
Un campione, in base ad una composizione dell'invenzione, à ̈ stato preparato mescolando una polvere della lega ad alta temperatura di attivazione Zr86%-Al14% in peso con una polvere di lega a bassa temperatura di attivazione Zr70%-V 24,6%Fe5,4% in peso in un rapporto 2:3; la granulometria delle polveri era compresa tra 0 e 125 micron per entrambe le leghe. Poi un campione à ̈ stato preparato e testato secondo la modalità dell’esempio 1.
ESEMPIO 5
Un campione, in base ad una composizione dell'invenzione, à ̈ stato preparato mescolando una polvere della lega ad alta temperatura di attivazione Zr 76% - Ni 24% in peso con una polvere di lega a bassa temperatura di attivazione Zr 80,8% - Co 14,2% - Terre Rare 5,0% in peso in un rapporto 2:3; la granulometria delle polveri era compresa tra 0 e 125 micron per entrambe le leghe. Poi un campione à ̈ stato preparato e testato secondo la modalità dell’esempio 1.
ESEMPIO 6 (comparativa)
Un campione, à ̈ stato preparato mescolando una polvere di Ti elementare con una polvere di lega a bassa temperatura di attivazione Zr70%-V 24,6% -Fe 5,4% in peso in un rapporto 2:3; la granulometria delle polveri era composto tra 0 e 125 micron per entrambe le leghe. Poi un campione à ̈ stato preparato e testato secondo la modalità dell’esempio 1.
ESEMPIO 7 (comparativa)
Un campione, à ̈ stato preparato mescolando una polvere di Ti elementare con una polvere di lega a bassa temperatura di attivazione Zr70%-V 15% - Fe 3,3% - Mn 8,7% -MM 3% in peso in un rapporto 2:3; la granulometria delle polveri era compresa tra 0 e 125 micron per entrambe le leghe. Poi un campione à ̈ stato preparato e testato secondo la modalità dell’ esempio 1.
Le curve di assorbimento (mostrate in figura 1) sono state ottenute per i diversi campioni di getter dopo passivazione dei materiali a 420 ° C per un breve periodo al fine di simulare le condizioni di sigillatura del vetro: Ã ̈ evidente che i campioni delle composizioni secondo l'invenzione sono molto meglio dei campioni comparativi in termini di rimozione di idrogeno dalla camera di prova.
Claims (8)
- RIVENDICAZIONI 1. Una composizione getter contenente una miscela di polveri di due diversi componenti, essendo detti componenti composti da leghe getter non-evaporabili, caratterizzata dal fatto che il primo dei due componenti à ̈ costituito da almeno una lega getter non- evaporabile con alta temperatura di attivazione, il secondo di detti componenti à ̈ costituito da almeno una lega getter non-evaporabile con bassa temperatura di attivazione e il rapporto in peso tra il primo e il secondo componente à ̈ superiore a 1:4 e inferiore a 7:3.
- 2. Una composizione getter secondo la rivendicazione 1, in cui il rapporto in peso tra la lega getter non-evaporabile con alta temperatura di attivazione e la lega getter non-evaporabile con bassa temperatura di attivazione à ̈ superiore a 3:7 e minore di 3:2, preferibilmente circa 2:3.
- 3. Una composizione getter secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la lega getter non-evaporabile con alta temperatura di attivazione à ̈ selezionata tra leghe binarie e ternarie basate su zirconio o su titanio o loro miscele.
- 4. Una composizione getter secondo la rivendicazione 3, in cui le leghe basate su zirconio o titanio sono selezionate tra leghe Zr-Al, Zr-Ni, Zr-Al-X o Zr-Ni-X o miscele delle stesse.
- 5. Una composizione getter secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la lega getter non-evaporabile con bassa temperatura di attivazione à ̈ costituita da leghe a base di Zr selezionate tra leghe Zr-Fe-Y, leghe Zr-V-Fe, leghe Zr-V-Fe-Mn-MischMetal e leghe Zr-Co-A dove A à ̈ un elemento scelto tra ittrio, lantanio, Terre Rare o loro miscele.
- 6. Una composizione getter secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la lega ad alta temperatura di attivazione e la lega a bassa temperatura di attivazione sono utilizzate in forma di polveri con granulometria minore rispettivamente di 220 micron e 250 micron.
- 7. Un dispositivo getter contenente una composizione in base ad una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni.
- 8. Un sistema sensibile contenente un dispositivo getter secondo la rivendicazione 7.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT001870A ITMI20111870A1 (it) | 2011-10-14 | 2011-10-14 | Composizioni di getter non evaporabili che possono essere riattivate a bassa temperatura dopo l'esposizione a gas reattivi ad una temperatura maggiore |
CN201280045848.5A CN103843103B (zh) | 2011-10-14 | 2012-10-09 | 高温暴露于活性气体后能够低温再活化的非蒸散型吸气剂组合物 |
PCT/IB2012/055441 WO2013054251A1 (en) | 2011-10-14 | 2012-10-09 | Non-evaporable getter compositions which can be reactivated at low temperature after exposure to reactive gases at a higher temperature |
KR1020147009399A KR101848969B1 (ko) | 2011-10-14 | 2012-10-09 | 고온에서 반응성 가스에 노출 후 저온에서 재활성화될 수 있는 비-증발성 게터 조성물 |
US14/237,454 US9278334B2 (en) | 2011-10-14 | 2012-10-09 | Non-evaporable getter compositions which can be reactivated at low temperature after exposure to reactive gases at a higher temperature |
JP2014535199A JP5944512B2 (ja) | 2011-10-14 | 2012-10-09 | より高い温度での反応性ガスへの暴露の後で、低い温度で再活性化され得る非蒸発性ゲッター組成物 |
ES12790646.9T ES2529731T3 (es) | 2011-10-14 | 2012-10-09 | Composiciones de getters no evaporables que se pueden reactivar a baja temperatura después de la exposición a gases reactivos a una temperatura más elevada |
EP12790646.9A EP2735015B1 (en) | 2011-10-14 | 2012-10-09 | Non-evaporable getter compositions which can be reactivated at low temperature after exposure to reactive gases at a higher temperature |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT001870A ITMI20111870A1 (it) | 2011-10-14 | 2011-10-14 | Composizioni di getter non evaporabili che possono essere riattivate a bassa temperatura dopo l'esposizione a gas reattivi ad una temperatura maggiore |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ITMI20111870A1 true ITMI20111870A1 (it) | 2013-04-15 |
Family
ID=45315869
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
IT001870A ITMI20111870A1 (it) | 2011-10-14 | 2011-10-14 | Composizioni di getter non evaporabili che possono essere riattivate a bassa temperatura dopo l'esposizione a gas reattivi ad una temperatura maggiore |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9278334B2 (it) |
EP (1) | EP2735015B1 (it) |
JP (1) | JP5944512B2 (it) |
KR (1) | KR101848969B1 (it) |
CN (1) | CN103843103B (it) |
ES (1) | ES2529731T3 (it) |
IT (1) | ITMI20111870A1 (it) |
WO (1) | WO2013054251A1 (it) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ITMI20111870A1 (it) | 2011-10-14 | 2013-04-15 | Getters Spa | Composizioni di getter non evaporabili che possono essere riattivate a bassa temperatura dopo l'esposizione a gas reattivi ad una temperatura maggiore |
ITMI20120940A1 (it) | 2012-05-31 | 2013-12-01 | Getters Spa | Composizioni perfezionate per il dosaggio di mercurio |
ITMI20122092A1 (it) | 2012-12-10 | 2014-06-11 | Getters Spa | Leghe getter non evaporabili riattivabili dopo l'esposizione a gas reattivi |
US10084192B2 (en) | 2014-03-20 | 2018-09-25 | Versa Power Systems, Ltd | Cathode contact layer design for preventing chromium contamination of solid oxide fuel cells |
US9559366B2 (en) * | 2014-03-20 | 2017-01-31 | Versa Power Systems Ltd. | Systems and methods for preventing chromium contamination of solid oxide fuel cells |
CN106571281A (zh) * | 2016-11-04 | 2017-04-19 | 北京有色金属研究总院 | 一种新型气体吸收元件的批量化制备方法 |
CN107195517A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-09-22 | 重庆涌阳光电有限公司 | 具有高真空的场发射x射线管 |
CN109173690B (zh) * | 2018-09-20 | 2020-10-09 | 内蒙古科技大学 | 一种用于金属材料热处理中的空气消耗剂 |
CN109680249A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-04-26 | 苏州大学 | 非蒸散型薄膜吸气剂及其制备方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995023425A1 (en) * | 1994-02-28 | 1995-08-31 | Saes Getters S.P.A. | Field emitter flat display containing a getter and process for obtaining it |
EP0719609A2 (en) * | 1994-12-02 | 1996-07-03 | Saes Getters S.P.A. | A process for producing high-porosity non-evaporable getter materials and materials thus obtained |
WO2004024965A2 (en) * | 2002-09-13 | 2004-03-25 | Saes Getters S.P.A. | Getter compositions reactivatable at low temperature after exposure to reactive gases at higher temperature |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3203901A (en) | 1962-02-15 | 1965-08-31 | Porta Paolo Della | Method of manufacturing zirconiumaluminum alloy getters |
IT963874B (it) | 1972-08-10 | 1974-01-21 | Getters Spa | Dispositivo getter perfezionato contenente materiale non evapora bile |
IT1037196B (it) | 1975-04-10 | 1979-11-10 | Getters Spa | Elemento di combustibile per reattore nucleare impiegante zr2ni come metallo getterante |
IT1110271B (it) | 1979-02-05 | 1985-12-23 | Getters Spa | Lega ternaria getterante non evaporabile e metodo di suo impiego per l'assorbimento di acqua,vapore d'acqua,di altri gas |
IT1198325B (it) | 1980-06-04 | 1988-12-21 | Getters Spa | Struttura e composizione getteranti,particolarmente adatti per basse temperature |
US4668424A (en) | 1986-03-19 | 1987-05-26 | Ergenics, Inc. | Low temperature reusable hydrogen getter |
US4839085A (en) | 1987-11-30 | 1989-06-13 | Ergenics, Inc. | Method of manufacturing tough and porous getters by means of hydrogen pulverization and getters produced thereby |
IT1248676B (it) | 1990-06-01 | 1995-01-26 | Getters Spa | Recupero di trizio e deuterio dai loro ossidi e composti intermetallici utili a questo scopo |
IT1283484B1 (it) | 1996-07-23 | 1998-04-21 | Getters Spa | Metodo per la produzione di strati sottili supportati di materiale getter non-evaporabile e dispositivi getter cosi' prodotti |
US5976723A (en) | 1997-03-12 | 1999-11-02 | Boffito; Claudio | Getter materials for cracking ammonia |
IT1290451B1 (it) | 1997-04-03 | 1998-12-03 | Getters Spa | Leghe getter non evaporabili |
IT1317951B1 (it) | 2000-05-30 | 2003-07-21 | Getters Spa | Leghe getter non evaporabili |
US20050169766A1 (en) * | 2002-09-13 | 2005-08-04 | Saes Getters S.P.A. | Getter compositions reactivatable at low temperature after exposure to reactive gases at higher temperature |
ITMI20031178A1 (it) * | 2003-06-11 | 2004-12-12 | Getters Spa | Depositi multistrato getter non evaporabili ottenuti per |
ITMI20042271A1 (it) | 2004-11-23 | 2005-02-23 | Getters Spa | Leghe getter non evaporabili per assorbimento di idrogeno |
ITMI20111870A1 (it) | 2011-10-14 | 2013-04-15 | Getters Spa | Composizioni di getter non evaporabili che possono essere riattivate a bassa temperatura dopo l'esposizione a gas reattivi ad una temperatura maggiore |
-
2011
- 2011-10-14 IT IT001870A patent/ITMI20111870A1/it unknown
-
2012
- 2012-10-09 ES ES12790646.9T patent/ES2529731T3/es active Active
- 2012-10-09 JP JP2014535199A patent/JP5944512B2/ja active Active
- 2012-10-09 WO PCT/IB2012/055441 patent/WO2013054251A1/en active Application Filing
- 2012-10-09 US US14/237,454 patent/US9278334B2/en active Active
- 2012-10-09 EP EP12790646.9A patent/EP2735015B1/en active Active
- 2012-10-09 KR KR1020147009399A patent/KR101848969B1/ko active IP Right Grant
- 2012-10-09 CN CN201280045848.5A patent/CN103843103B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995023425A1 (en) * | 1994-02-28 | 1995-08-31 | Saes Getters S.P.A. | Field emitter flat display containing a getter and process for obtaining it |
EP0719609A2 (en) * | 1994-12-02 | 1996-07-03 | Saes Getters S.P.A. | A process for producing high-porosity non-evaporable getter materials and materials thus obtained |
WO2004024965A2 (en) * | 2002-09-13 | 2004-03-25 | Saes Getters S.P.A. | Getter compositions reactivatable at low temperature after exposure to reactive gases at higher temperature |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5944512B2 (ja) | 2016-07-05 |
KR20140074932A (ko) | 2014-06-18 |
US9278334B2 (en) | 2016-03-08 |
KR101848969B1 (ko) | 2018-04-13 |
CN103843103A (zh) | 2014-06-04 |
JP2015501509A (ja) | 2015-01-15 |
EP2735015B1 (en) | 2014-11-26 |
US20140255715A1 (en) | 2014-09-11 |
WO2013054251A1 (en) | 2013-04-18 |
CN103843103B (zh) | 2016-07-06 |
ES2529731T3 (es) | 2015-02-25 |
EP2735015A1 (en) | 2014-05-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ITMI20111870A1 (it) | Composizioni di getter non evaporabili che possono essere riattivate a bassa temperatura dopo l'esposizione a gas reattivi ad una temperatura maggiore | |
ITMI970769A1 (it) | Leghe getter non evaporabili | |
JP3917514B2 (ja) | 無蒸発ゲッタ合金 | |
TWI245308B (en) | Non-evaporable getter compositions which can be reactivated at low temperature after exposure to reactive gases at a higher temperature | |
KR101597083B1 (ko) | 반응성 가스에 노출 후 재활성화될 수 있는 비-증발성 게터 합금 | |
ITMI20090410A1 (it) | Leghe getter non evaporabili adatte particolarmente per l'assorbimento di idrogeno | |
ITMI20120872A1 (it) | Leghe getter non evaporabili particolarmente adatte per l'assorbimento di idrogeno e azoto | |
CN101437972B (zh) | 用于氢气吸收的基于钇的非蒸发性吸气合金 | |
US20050169766A1 (en) | Getter compositions reactivatable at low temperature after exposure to reactive gases at higher temperature | |
ITMI991409A1 (it) | Dispositivo getter per l'evaporazione del calcio |