JPH0790434A - 水素還元雰囲気の清浄化と制御のためのゲッタ物質及び装置並びにその製造方法 - Google Patents

水素還元雰囲気の清浄化と制御のためのゲッタ物質及び装置並びにその製造方法

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JPH0790434A
JPH0790434A JP11365391A JP11365391A JPH0790434A JP H0790434 A JPH0790434 A JP H0790434A JP 11365391 A JP11365391 A JP 11365391A JP 11365391 A JP11365391 A JP 11365391A JP H0790434 A JPH0790434 A JP H0790434A
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JP
Japan
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getter device
getter
nickel
hydrogen
ternary alloy
Prior art date
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Pending
Application number
JP11365391A
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English (en)
Inventor
Massimo Bolognesi
マッシモ・ボロニェシ
Claudio Boffit
クラウディオ・ボッフィトー
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SAES Getters SpA
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SAES Getters SpA
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 還元性雰囲気に維持されるべき不活性ガスで
充填された密閉容器においての使用に適したゲッタ装置
の開発。 【構成】 ゲッタ組成物は、三元合金Zr(V1-X ,F
X2 (Xは0.25〜0.75の範囲にあり、そし
て最も好ましく0.5である。)から成る。粒寸128
μm以下の三元合金は焼結剤としての80μ以下の粒寸
の2〜40重量%ニッケルと混合される。ゲッタ装置2
10は、真空高温下で粉末混合物を焼結することにより
作製される。加熱目的でフィラメント212を粉末混合
物に埋設して端子214、214’を設けることができ
る。Ni乃至Cuの薄層218で被覆することも可能で
ある。ゲッタ装置は、酸素を収着するのみならず、水を
収着して水素を放出する。発生する追加量の水素が不活
性ガス密閉雰囲気を還元性雰囲気に維持する。水素脆化
にも耐性を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水素還元雰囲気の清浄
化及び制御のための組成物及びゲッタ装置並びにその製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】酸化を防止せねばならない金属が存在す
る密閉系或いは容器をヘリウム、ネオン、アルゴン等の
雰囲気とする多くの用途がよく知られている。金属は、
密閉容器内に置かれた構造部品乃至部材でありうるしま
た装置作動部品であることもある。その例は、ランプフ
ィラメント、金属蒸発源或いは反射器の反射要素等であ
る。
【0003】この目的を実現するために、還元性雰囲気
を創成しそして金属の酸化を抑制するために不活性ガス
に或る量の水素を添加することが多いことも知られてい
る。実際上、次の2つの反応が起こる: 1/2 O2 + Me → MeO (1) MeO + H2 → H2 O + Me (2) MeO + H2 ← H2 O + Me (2’)
【0004】上記反応(2)は(2’)のように可逆的
に起こりうる平衡反応でありそして特にH2 O対H2
分圧比がある値を超えると左側に進行して(2’)金属
の酸化をもたらすことが銘記されるべきである。更に、
反応(2)が進行する(即ち還元)ときH2 の消耗が起
こり、従って密閉容器内で水素分圧の減少が生じ、その
後の反応効率の損失が生ずる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、こうした不活
性ガス密閉系において、密閉系内に存在する他の種不純
物(O2 、CO、CO2 等)を収着出来るだけでなく、
酸素及び水を収着することができ、水を解離して、水素
を放出することの出来るゲッタ装置を使用することが考
慮し得る。好ましくは、そうしたゲッタ装置は、水素源
として挙動すべきであり、また水素が後にゲッタにより
収着されるのを防止するために少なくとも水素で飽和さ
れるべきである。
【0006】また、ゲッタ組成物は、それが使用される
用途と適合する平衡水素圧、水素脆化に対する良好な耐
性、最小限の粒子脱離性、並びに必ずしも高くなくても
よいが、不活性ガス中に存在するゲッタ収着性不純物の
ゲッタ装置に向けての拡散を増進するに充分の収着速度
を具備せねばならない。
【0007】本発明の課題は、こうした特性を備えるゲ
ッタ組成物及びゲッタ装置並びにその製造方法を開発す
ることである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に従えば、ゲッタ
組成物は、三元合金Zr(V1-X ,FeX2 (ここで
Xは0.25〜0.75の範囲にある)とCu、Al及
びNiから成る群から選択される焼結物質(ニッケルが
好ましい)との混合物から成る。焼結物質は、水素を認
めうる程に収着してはならない(或いは少なくとも三元
合金より小さくなければならない)。この理由のため
に、ZrやTiのような金属はそれらの低いH2 平衡圧
力のために不適当である。
【0009】本発明はまた、上記ゲッタ組成物を製造す
る方法並びに該組成物を収納しそして還元雰囲気を維持
することが所望される密閉容器内部に取付けるに適当な
ゲッタ装置を提供する。
【0010】
【作用】酸素を収着するのみならず水と結合することの
できるゲッタ装置の使用により密閉空間内に追加量の水
素が発生せしめ、これが反応(2)を進行せしめて、そ
して反応(2’)が進むのを防止する。こうして、ゲッ
タは装置は、密閉雰囲気中で酸素を収着しそして水素を
放出し、従って密閉雰囲気中の水素の欠乏を防止し、内
部金属部品の酸化を長期にわたって防止する。
【0011】
【実施例】図1を参照すると、例えばランプ、レーザ或
いは反射装置等のような一定空間104を外側雰囲気か
ら連続した閉鎖壁102により隔絶した密閉容器100
の断面が示される。空間104は、He、Ne、Ar、
Xe或いはN2 のような不活性ガスが充填されそして金
属部品乃至部材106を収納している。金属部品乃至部
材106は、例示目的のため、壁102に固定されるも
のとして示したが、空間104内部の任意の位置に置く
ことができる。部品乃至部材106は、装置の構造部品
であり得るしまたその機能部品の場合もあり、例えばラ
ンプのフィラメント、金属蒸気放射のための高温表面等
である。記号Meにより先に総体的に示した金属はC
u、Fe、Hg、Ni、Crその他である。
【0012】いずれの場合も、不活性ガス中に存在する
通常の不純物のみならず、ランプのような装置の高温で
の作動中空間104内には主にO2 及びH2 Oである気
体状の不純物が存在する。原子酸素及び水分子の分解に
より最終的に発生する酸素が先に呈示した反応(1)に
従って金属部品乃至部材106を酸化する。この作用
は、ほとんど例外なく、装置の有効な機能にとって非常
に有害である。それは、金属が酸化されるとき、容器内
で使用される場合に求められる代表的特性を失うか或い
は変質してしまうからである。
【0013】空間の閉鎖前に、空間内部に任意の既知手
段により添加されるある分圧の水素が反応(1)が起こ
る可能性を低減することは事実である。これは、酸素の
一部が水素と結びついて金属酸化物の代わりに水を形成
しそして反応(2)によりすでに形成された酸化物に還
元反応を及ぼすからである。両方の場合、還元作用は空
間104内の水素の分圧の減少をもたらし、最終的に水
素は空間内で零にまで減じそしてそれ以上の反応を停止
する。
【0014】本発明に従えば、ゲッタ装置110は、酸
素を収着するのみならず次の式に従って水と結合する目
的で空間104内に置かれている: ゲッタ + H2 O = (ゲッタ)O + H2 (3)
【0015】それにより、追加量の水素が発生せしめら
れ、これが反応(2)を進行せしめて収率を80%以上
まで増大し、そして反応(2’)が進むのを防止する。
こうして、ゲッタは酸素を捕捉しそして水素を放出す
る。こうして水を分解することは反応(2’)の進行を
防止する。
【0016】本発明に従うゲッタ組成物は、三元合金Z
r(V1-X ,FeX2 (ここでXは好ましくは0.2
5〜0.75の範囲にあり、そして最も好ましい具体例
では0.5である。)から成る。128μm以下、通常
126μm以下の粒寸にまで細寸化されたこの三元合金
は焼結剤としての80μ以下の粉末寸法における2〜4
0重量%ニッケルと混合される。ゲッタ装置は、例えば
るつぼにおいて真空高温下で粉末混合物を焼結すること
により作製される。例えば、フィラメントを粉末混合物
に埋設し、図2に示すようなゲッタ装置210を得るこ
とができる。図2では、ゲッタ装置の加熱のため電源に
接続するべく絶縁スリーブ216、216’を備える端
子214、214’を有する内部フィラメント212が
示されている。この型式のゲッタ装置は、その焼結構造
によりそしてニッケルの存在により、水素脆化への高い
耐性を示す(70トル・l/g水素までの)。脆化耐性
を増大するために、ゲッタ装置210を追加焼結段階に
よりNi或いはCuの薄い層218で被覆することも可
能である。
【0017】こうしたゲッタ装置は、コンパクトであ
り、脱離性の粒子をあるとしても最小限しか有しない。
更に、これらは密閉容器100内で水素源を与えるよう
に水素化されうる。ゲッタ装置は次の実施例に示される
ように高い水素平衡圧力を有する。
【0018】(実施例)この例は、本発明によるゲッタ
装置の作製の好ましい態様及び性能を呈示することを目
的とする。
【0019】ゲッタ装置として所望される最終混合物の
70重量%に相当する量の、150μm以下の粒寸を有
するZr(V0.15,F0.52 三元合金粉末を分篩によ
り得た。これを粒寸60μm以下の粉末ニッケル30重
量%と回転シリンダにおいて4時間混合した。この混合
物をるつぼ内に置きそして1×10-5トル(1.3×1
-5mbar)より高い真空下で1000℃において約
1時間熱処理した。
【0020】図2に示したフィラメント212をあらか
じめ配置した型内で焼結を行うことにより得られたゲッ
タ装置を図1に110で概略示したように試験される密
閉系内に取付けた。試験の結果、図3、4、5及び6図
のグラフが得られた。図3から、10-2〜10-4トル
(1.3×10-2〜1.3×10-4mbar)範囲内の
水素分圧において、250〜350℃の温度範囲に対し
て、H2 の濃度は20〜75トルl/gであることがわ
かる。
【0021】図4を参照すると、本ゲッタのCOに対す
る収着量の関数としてのポンピング速度が示され、これ
からこの気体に対する良好な収着容量が確認され、従っ
て不可逆的に収着したすべての気体に対して同様の良好
な収着容量が得られることがわかる。なぜなら、COは
この型式の試験に対してそうした気体の代表例であるか
らである。
【0022】最後に、図5及び6を参照すると、図6に
は4.6トル(6.1mbar)の全圧において経時的
なゲッタの重量増大として表したゲッタ装置へのH2
の収着様相を示し、他方図5はやはり様々の温度におい
て重量増加分として表した収着H2 Oの量の関数として
のH.P.U.(すなわち、Hydrogen Pick Up 保持さ
れたH2 の%に相当する)の挙動を示すグラフである。
【0023】
【発明の効果】密閉不活性ガス雰囲気中の経時的な水素
の消耗を防止して密閉容器内に置かれる金属の酸化を長
期にわたって防止する。本ゲッタ装置は、コンパクトで
あり、脱離粒子をあるとしても最小限しか有しない。更
に、これらは密閉容器内で水素源を与えるように水素化
されうる。ゲッタ装置は高い水素平衡圧力を有する。こ
の型式のゲッタ装置は、その焼結構造によりそしてニッ
ケルの存在により、水素脆化への高い耐性を示す。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のゲッタ装置により還元性雰囲気に維持
されるべき不活性ガスで充填された密閉容器を示す概略
図である。
【図2】本発明のゲッタ装置の断面図である。
【図3】本発明にゲッタ組成物の様々の温度での水素濃
度の関数としてのH2 平衡圧を示すグラフである。
【図4】本発明ゲッタ組成物のCOに対する収着量の関
数としてのポンピング速度を示すグラフである。
【図5】様々の温度において重量増加として表した収着
2 Oの量の関数としてのH.P.U.(水素ピックア
ップ)の挙動を示すグラフである。
【図6】経時的なゲッタの重量増大として表したゲッタ
装置へのH2 Oの収着様相を示すグラフである。
【符号の説明】
100 密閉容器 104 空間 106 金属部品乃至部材 110 ゲッタ装置 210 ゲッタ装置 212 内部フィラメント 214、214’ 端子 216、216’ 絶縁スリーブ 218 Ni或いはCuの薄い層

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水素を添加した主として不活性ガスを含
    む容器からO2 及びH2 Oを収着することのできる組成
    物であって、128μm以下の粒寸を有するZr(V
    1-X ,FeX2 (ここでXは0.25〜0.75の範
    囲にある)三元合金に80μm以下の粒寸を有するニッ
    ケル粉末を2〜40重量%混合して成る組成物。
  2. 【請求項2】 Xが0.5に等しい請求項1の組成物。
  3. 【請求項3】 最終混合物において三元合金が70重量
    %でありそして残部がニッケルである請求項1或いは請
    求項2の組成物。
  4. 【請求項4】 (a)128μm以下の粒寸を有する粉
    末状の三元合金Zr(V1-X ,FeX2 と80μm以
    下の粒寸を有する2〜40重量%の粉末状ニッケルとを
    混合する段階と、 (b)前記混合物を真空下でのるつぼ内での熱処理によ
    り焼結する段階とにより特徴づけられる請求項1〜3い
    ずれか一つの組成物を含むゲッタ装置を製造する方法。
  5. 【請求項5】 焼結温度が1000℃でありそして1時
    間継続される請求項4のゲッタ装置を製造する方法。
  6. 【請求項6】 焼結用るつぼ内の圧力が1×10-5トル
    (1.3×10-5mbar)以下である請求項4或いは
    請求項5のゲッタ装置を製造する方法。
  7. 【請求項7】 粉末状ニッケル対粉末状三元合金の比率
    が3:7である請求項4〜6のいずれか一つのゲッタ装
    置を製造する方法。
  8. 【請求項8】 請求項4〜7のいづれか一つの方法によ
    り製造された、密閉容器内で不活性ガスで充填された空
    間のO2 及びH2 Oの収着のためのゲッタ装置であっ
    て、ゲッタ装置を加熱するために三元合金とニッケルと
    の焼結体中に加熱源に接続される端子を有するらせん形
    態に巻かれたワイヤ導体を備えることを特徴とするゲッ
    タ装置。
  9. 【請求項9】 外面にニッケル或いは銅の薄い金属焼結
    膜を有する請求項8のゲッタ装置。
  10. 【請求項10】 加熱に際して不活性ガス雰囲気中に水
    素を放出するためあらかじめ水素化されている請求項8
    或いは請求項9のゲッタ装置。
JP11365391A 1990-04-20 1991-04-19 水素還元雰囲気の清浄化と制御のためのゲッタ物質及び装置並びにその製造方法 Pending JPH0790434A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
IT20081A IT1240631B (it) 1990-04-20 1990-04-20 Composizione e dispositivo getter per la purificazione ed il controllo di atmosfera riducente di idrogeno e relativo processo di preparazione
IT20081A/90 1990-04-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0790434A true JPH0790434A (ja) 1995-04-04

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ID=11163652

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JP11365391A Pending JPH0790434A (ja) 1990-04-20 1991-04-19 水素還元雰囲気の清浄化と制御のためのゲッタ物質及び装置並びにその製造方法

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IT (1) IT1240631B (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100523955B1 (ko) * 1997-12-23 2006-01-12 사에스 게터스 에스.페.아. 물리증착의공정에서의작업분위기를정화하기위한게터시스템
JP2010529607A (ja) * 2007-06-05 2010-08-26 サエス ゲッターズ ソチエタ ペル アツィオニ 有害物質を吸着するための手段を備える再充電可能なリチウム電池

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100523955B1 (ko) * 1997-12-23 2006-01-12 사에스 게터스 에스.페.아. 물리증착의공정에서의작업분위기를정화하기위한게터시스템
JP2010529607A (ja) * 2007-06-05 2010-08-26 サエス ゲッターズ ソチエタ ペル アツィオニ 有害物質を吸着するための手段を備える再充電可能なリチウム電池

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Publication number Publication date
IT9020081A0 (it) 1990-04-20
IT1240631B (it) 1993-12-17
IT9020081A1 (it) 1991-10-20

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