RU2131323C1 - Method of producing highly porous nonevaporable getter materials and materials produced by this method - Google Patents

Method of producing highly porous nonevaporable getter materials and materials produced by this method Download PDF

Info

Publication number
RU2131323C1
RU2131323C1 RU95121075A RU95121075A RU2131323C1 RU 2131323 C1 RU2131323 C1 RU 2131323C1 RU 95121075 A RU95121075 A RU 95121075A RU 95121075 A RU95121075 A RU 95121075A RU 2131323 C1 RU2131323 C1 RU 2131323C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
getter
powders
alloy
alloys
powder mixture
Prior art date
Application number
RU95121075A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95121075A (en
Inventor
Конте Андреа
Карелла Серджо
Original Assignee
С.А.Е.С.Геттерс С.п.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by С.А.Е.С.Геттерс С.п.А. filed Critical С.А.Е.С.Геттерс С.п.А.
Publication of RU95121075A publication Critical patent/RU95121075A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2131323C1 publication Critical patent/RU2131323C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge Tubes (AREA)

Abstract

FIELD: methods of production nonevaporable getter materials featuring high mechanical strength, porosity and improved rate of gas absorption. SUBSTANCE: method includes mixing of metallic getter element, one or several getter alloys and solid organic substance with all components being in the form of powders with definite sizes of particles. Produced mixture is subjected to pressing at pressure below 1000 kg/sq.m and sintering at temperature from 900 to 1200 C for time from 5 min to 1 h. Produced getter material is used for production of gas-absorbing bodies in the form of granules, sheets or discs. EFFECT: improved mechanical strength, porosity and rate of gas absorption. 16 cl, 19 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к способу получения неиспаряющегося геттерного материала, имеющего очень высокую пористость, и к геттерным материалам, полученным этим способом. The invention relates to a method for producing a non-volatile getter material having a very high porosity, and to getter materials obtained by this method.

Настоящее изобретение, в частности, относится к способу получения неиспаряющегося геттерного материала, который имеет очень высокие значения пористости и скорости поглощения газа, и к неиспаряющимся геттерным материалам, полученным этим способом. The present invention, in particular, relates to a method for producing non-volatile getter material, which has very high values of porosity and absorption rate of gas, and to non-volatile getter materials obtained by this method.

Неиспаряющиеся геттерные материалы (известные в данной области как NEG-материалы) широко используют в области сохранения вакуума, например для теплоизоляции, или внутри ламп, или при очистке инертных газов. Наиболее распространенными NEG-материалами являются металлы, например Zr, Ti, Nb, Ta, V, или их сплавы при необязательном добавлении одного или нескольких других элементов; примерами являются сплав, имеющий состав в вес.%: Zr - 84, Al - 16, получаемый и продаваемый SAES GETTERS, MILAN (Саес Геттерс, Милан) под названием St 101®, или сплав, имеющий состав в вес.%: Zr - 70, V - 24,6, Fe - 5,4, получаемый и продаваемый Саес Геттерс под названием St 707.Non-volatile getter materials (known as NEG materials in this field) are widely used in the field of vacuum preservation, for example for thermal insulation, either inside lamps or in the purification of inert gases. The most common NEG materials are metals, for example Zr, Ti, Nb, Ta, V, or their alloys with the optional addition of one or more other elements; examples are an alloy having a composition in wt.%: Zr - 84, Al - 16, obtained and sold by SAES GETTERS, MILAN (Saes Getters, Milan) under the name St 101 ® , or an alloy having a composition in wt.%: Zr - 70, V - 24.6, Fe - 5.4, obtained and sold by Saes Getters under the name St 707.

Эти материалы действуют посредством поверхностной хемосорбции химически активных газов, например CO, CO2, H2O, O2, H2. Не считая водорода, который диссоциирует на атомы H и диффундирует внутрь материала даже при низких температурах, для других газов хемосорбция является по существу поверхностным явлением до температур, которые в зависимости от NEG-материала могут изменяться в диапазоне от около 200oC до 500oC. Диффузия хемосорбированных разновидностей внутрь материала происходит при более высоких температурах.These materials act by surface chemisorption of reactive gases, for example CO, CO 2 , H 2 O, O 2 , H 2 . Apart from hydrogen, which dissociates into H atoms and diffuses into the material even at low temperatures, for other gases chemisorption is essentially a surface phenomenon up to temperatures which, depending on the NEG material, can vary in the range from about 200 ° C to 500 ° C Diffusion of chemisorbed species into the material occurs at higher temperatures.

В явлении поглощения химически активных газов существенную роль для любого газа играет поверхность NEG-материала. Следовательно, большая удельная поверхность (поверхность на единицу массы) материала и легкий доступ газов к поверхности зерен NEG-материала являются параметрами значительной важности. Эти характеристики могут быть обеспечены путем использования NEG-материалов в форме порошков, но на практике такое решение проблемы не используют. In the phenomenon of absorption of chemically active gases, the surface of the NEG material plays an essential role for any gas. Therefore, the large specific surface (surface per unit mass) of the material and the easy access of gases to the grain surface of the NEG material are parameters of significant importance. These characteristics can be achieved by using NEG materials in the form of powders, but in practice such a solution to the problem is not used.

NEG-материалы применяют на практике в форме устройств: геттерные устройства получают из порошков, которые можно прессовать для получения гранул, которые затем спекают для придания им необходимой механической прочности; порошки можно загрузить и прессовать в открытых резервуарах; в конечном счете порошки можно подвергнуть холодной прокатке на подложке. Независимо от способа, использованного для получения устройства, операции прессования и/или спекания приводят к уменьшению удельной поверхности относительно удельной поверхности исходного порошка; более того, происходит воспрепятствование доступу газов к самым внутренним частицам геттера, что впоследствии приводит к уменьшению поглощающей способности и в особенности - скорости поглощения газа. NEG materials are used in practice in the form of devices: getter devices are obtained from powders that can be pressed to obtain granules, which are then sintered to give them the necessary mechanical strength; powders can be loaded and pressed in open tanks; ultimately, the powders can be cold rolled on a substrate. Regardless of the method used to obtain the device, pressing and / or sintering operations lead to a decrease in the specific surface relative to the specific surface of the starting powder; moreover, there is an obstruction of the access of gases to the innermost particles of the getter, which subsequently leads to a decrease in the absorption capacity and, in particular, the gas absorption rate.

Для того чтобы преодолеть эти недостатки, в заявке на патент DE-A-2204714 представлен способ получения устройств из неиспаряющихся геттерных материалов на основе металлического циркония. В соответствии с этим способом к порошку циркония добавляют графитовый порошок и органический компонент, например такой, как карбамат аммония; вес органического компонента может достигать суммы весов циркония и графита. Во время тепловой обработки спеканием органический компонент испаряется и таким образом покидает пористую структуру, заключенную в цирконии и графите, в которой графит действует в качестве вещества, препятствующего спеканию циркония, что предотвращает чрезмерное уменьшение удельной поверхности. In order to overcome these disadvantages, DE-A-2204714 discloses a method for producing devices from non-volatile getter materials based on zirconium metal. In accordance with this method, graphite powder and an organic component, for example, such as ammonium carbamate, are added to zirconium powder; the weight of the organic component can reach the sum of the weights of zirconium and graphite. During the heat treatment by sintering, the organic component evaporates and thus leaves the porous structure enclosed in zirconium and graphite, in which graphite acts as a substance that prevents the sintering of zirconium, which prevents an excessive decrease in the specific surface.

В названной заявке на патент ссылаются на использование только элементных компонентов, а не сплавов, при этом в ней нет упоминания о размере частиц компонентов, не считая органического компонента, который добавляют в форме зерен порошка, имеющих размер в диапазоне миллиметров. The aforementioned patent application refers to the use of only elemental components, not alloys, and it does not mention the particle size of the components, not counting the organic component, which is added in the form of powder grains having a size in the millimeter range.

Благодаря размеру органического компонента, конечный геттерный материал имеет структуру с высоким отношением между объемом пор и геометрическим объемом устройства; тем не менее, распределение пористости, полученное посредством способа, представленного в упомянутой заявке на патент, является не таким, чтобы можно было оптимизировать доступность газов к поверхности самых внутренних зерен NEG-материала. Более того, материалы, полученные в соответствии со способом названной заявки на патент, не обладают хорошими механическими свойствами. Due to the size of the organic component, the final getter material has a structure with a high ratio between the pore volume and the geometric volume of the device; however, the porosity distribution obtained by the method presented in the aforementioned patent application is not such that it is possible to optimize the availability of gases to the surface of the innermost grains of the NEG material. Moreover, materials obtained in accordance with the method of the named patent application do not have good mechanical properties.

В патенте GB-A-2077487 представлен пористый NEG-материал, полученный из порошковой смеси металлического геттерного материала, например титана или циркония, и сплава St 707, упомянутого ранее, в качестве агента, препятствующего спеканию. Согласно названному патенту частицы металлического компонента имеют размер меньше чем около 125 мкм, тогда как частицы сплава St 707 имеют размер меньше чем около 400 мкм, однако больше, чем размер металлического компонента. В описании патента указывается, что это отношение между размером двух материалов выбирают таким образом, чтобы предотвратить чрезмерное спекание металла во время тепловой обработки, которое приводит к уменьшению удельной поверхности и, следовательно, к пониженной эффективности продукта в качестве геттера. В этом патенте не указывается на использование органического компонента. GB-A-2077487 discloses a porous NEG material obtained from a powder mixture of a metal getter material, for example titanium or zirconium, and the St 707 alloy mentioned previously as an anti-sintering agent. According to the aforementioned patent, the particles of the metal component have a size less than about 125 microns, while the particles of the St 707 alloy have a size less than about 400 microns, but larger than the size of the metal component. The description of the patent indicates that this ratio between the size of the two materials is chosen in such a way as to prevent excessive sintering of the metal during heat treatment, which leads to a decrease in the specific surface and, therefore, to a reduced efficiency of the product as a getter. This patent does not indicate the use of an organic component.

В конечном счете, в патенте США А-4428856 представлен пористый неиспаряющийся геттерный материал, содержащий по весу от 50 до 98% титана, от 1,5 до 30% высокоплавкого металла, выбранного из ниобия, тантала, молибдена и вольфрама, и от 0,5 до 20% гидрида титана; в этом патенте указывается, что циркониевые порошки являются легковоспламеняемыми и они могут вызвать взрыв, вследствие чего одной из целей в патенте является обеспечение геттерного состава, в котором избегают использования циркония. Ultimately, U.S. Pat. No. 4,428,856 discloses a porous non-volatile getter material containing by weight 50 to 98% titanium, 1.5 to 30% high melting metal selected from niobium, tantalum, molybdenum and tungsten, and 0, 5 to 20% titanium hydride; this patent states that zirconium powders are flammable and may cause an explosion, whereby one of the objectives of the patent is to provide a getter composition in which the use of zirconium is avoided.

Хотя характеристики пористости и удельной поверхности пористых NEG-материалов предшествующей области и являются усовершенствованными по отношению к характеристикам обычных NEG-материалов, они все же являются недостаточными для особых применений, например геттерных насосов маленького объема, в которых для геттерных материалов необходимы высокие эксплуатационные качества. Although the porosity and specific surface characteristics of porous NEG materials in the prior art are improved relative to those of conventional NEG materials, they are still insufficient for specific applications, such as small volume getter pumps, which require high performance for getter materials.

Целью настоящего изобретения является обеспечение способа получения неиспаряющегося геттерного материала, имеющего усовершенствованные характеристики пористости и скорости поглощения газа по отношению к материалам предшествующей области, а также хорошую механическую прочность. The aim of the present invention is to provide a method for producing a non-vaporizing getter material having improved characteristics of porosity and absorption rate of gas with respect to materials of the previous field, as well as good mechanical strength.

В соответствии с настоящим изобретением эту и другие цели достигают посредством способа получения неиспаряющихся геттерных материалов, имеющих усовершенствованные характеристики пористости и скорости поглощения газа, включающего следующие стадии:
А). Получение смеси из:
i) порошков металлического геттерного элемента с размером зерна ниже чем около 70 мкм;
ii) порошков одного или нескольких геттерных сплавов с размером зерна ниже чем около 40 мкм;
iii) порошков органического компонента, твердого при комнатной температуре, имеющего свойство возгоняться или разлагаться на газообразные продукты, не оставляя остатков, при воздействии воздуха или во время последующих тепловых обработок, состоящих из двух ситовых фракций, при этом зерна первой фракции имеют размер ниже чем около 50 мкм, зерна второй фракции имеют размер между 50 и 150 мкм и весовое отношение между двумя фракциями может изменяться между 4:1 и 1:4.
In accordance with the present invention, this and other objectives are achieved by a method for producing non-evaporative getter materials having improved characteristics of porosity and gas absorption rate, comprising the following stages:
A). Obtaining a mixture of:
i) powders of a metal getter element with a grain size lower than about 70 microns;
ii) powders of one or more getter alloys with grain sizes lower than about 40 microns;
iii) powders of an organic component, solid at room temperature, which has the property of being sublimated or decomposed into gaseous products without leaving residues, when exposed to air or during subsequent heat treatments consisting of two sieve fractions, while the grains of the first fraction have a size lower than about 50 microns, the grains of the second fraction have a size between 50 and 150 microns and the weight ratio between the two fractions can vary between 4: 1 and 1: 4.

В). Подвержение порошковой смеси из точки А прессованию при давлении ниже чем 1000 кг/см2.IN). Exposure of the powder mixture from point A to compression at a pressure lower than 1000 kg / cm 2 .

С). Спекание прессованной порошковой смеси путем вакуумной обработки или обработки инертным газом при температуре между 900o и 1200oC в течение времени между 5 минутами и 1 часом.WITH). Sintering of the pressed powder mixture by vacuum treatment or treatment with an inert gas at a temperature between 900 o and 1200 o C for a time between 5 minutes and 1 hour.

Металлический геттерный элемент может быть любым из металлов в элементарной форме, используемых в данной области, например цирконием, титаном, ниобием, ванадием и танталом; среди этих металлов в особенности предпочтительными являются титан и цирконий. The metal getter element may be any of the metals in elemental form used in the art, for example zirconium, titanium, niobium, vanadium and tantalum; among these metals, titanium and zirconium are particularly preferred.

Металлический геттерный элемент используют в форме тонкого порошка с размером частиц ниже чем около 70 мкм. Размер частиц этого компонента составляет предпочтительно между около 40 и 60 мкм. The metal getter element is used in the form of a fine powder with a particle size lower than about 70 microns. The particle size of this component is preferably between about 40 and 60 microns.

Компонент геттерного сплава вышеприведенной смеси порошков может состоять из порошков одного или нескольких геттерных сплавов в зависимости от присутствия или отсутствия водорода в газовой смеси, поглощаемой геттером. В действительности, в противоположность таким газам, как O2, N2, H2O, CO, CO2 и т.д., поглощение геттерами водорода представляет обратимое явление, которое приводит к равновесию; в соответствии с температурой и типом геттерного материала водород разделяется частично в геттере и частично в окружающей атмосфере, таким образом внутри сосуда, подвергаемого вакуумированию, всегда присутствует остаточное давление водорода. Количество свободного водорода и, следовательно, давление водорода над геттером с ростом температуры увеличивается для всех геттерных материалов. При одинаковой температуре различные геттерные материалы имеют равновесное давление свободного водорода, которое может изменяться на величину нескольких порядков; материалы, которые при одинаковой температуре поглощают большее количество водорода, оставляют более низкое парциальное давление водорода в окружающей среде и будут определены в остальной части описания и формуле изобретения как геттерные материалы для низкого давления водорода.The getter alloy component of the above mixture of powders may consist of powders of one or more getter alloys depending on the presence or absence of hydrogen in the gas mixture absorbed by the getter. In fact, in contrast to gases such as O 2 , N 2 , H 2 O, CO, CO 2 , etc., absorption by hydrogen getters is a reversible phenomenon that leads to equilibrium; according to the temperature and type of getter material, hydrogen is partly separated in the getter and partly in the surrounding atmosphere, so that a residual hydrogen pressure is always present inside the vessel to be evacuated. The amount of free hydrogen and, therefore, the pressure of hydrogen over the getter increases with temperature for all getter materials. At the same temperature, various getter materials have an equilibrium pressure of free hydrogen, which can vary by several orders of magnitude; materials that absorb more hydrogen at the same temperature leave a lower partial pressure of hydrogen in the environment and will be defined in the rest of the description and claims as getter materials for low hydrogen pressure.

При указанной разнице поведения геттеров в отношении водорода и других газов предпочтительно, чтобы, когда осуществляют намеренное применение геттерных материалов в окружающей среде, содержащей значительные количества водорода, к смеси порошков, составляющих геттерный материал изобретения, добавляли геттерный материал для низкого давления водорода. Given the difference in the behavior of getters with respect to hydrogen and other gases, it is preferable that when the intentional use of getter materials is carried out in an environment containing significant amounts of hydrogen, getter material for low hydrogen pressure is added to the mixture of powders constituting the getter material of the invention.

Геттерные сплавы обычно выбирают из геттерных сплавов на основе титана с одним или несколькими элементами переходной валентности, или из геттерных сплавов на основе циркония с одним или несколькими элементами переходной валентности, например двойных сплавов Zr-Al, Zr-V, Zr-Fe и Zr-Ni или тройных сплавов Zr-Mn-Fe или Zr-V-Fe. В случае, если в смеси газов, подвергаемых поглощению, водород не присутствует, компонент геттерного сплава состоит предпочтительно из одного геттерного сплава. Getter alloys are usually selected from titanium-based getter alloys with one or more transition valence elements, or from zirconium getter alloys with one or more transition valence elements, for example Zr-Al, Zr-V, Zr-Fe, and Zr- double alloys Ni or ternary alloys Zr-Mn-Fe or Zr-V-Fe. If hydrogen is not present in the mixture of gases to be absorbed, the getter alloy component preferably consists of a single getter alloy.

Предпочтительным является применение тройных сплавов Zr-V-Fe и в особенности вышеназванного сплава St 707, имеющего состав в % по весу: Zr 70, V 24,6, Fe 5,4. В случае значительных количеств поглощаемого водорода предпочтительно, чтобы компонент геттерного сплава состоял из более чем одного, предпочтительно двух различных геттерных сплавов, включающих по крайней мере один геттерный материал для низкого давления водорода. Предпочтительное сочетание геттерных сплавов в этом случае состоит из смеси вышеназванного сплава St 707 и сплава, имеющего состав в вес.%: Zr 84, Al 16, получаемого и продаваемого Саес Геттерс, Милан, под названием St 101®.
Геттерные сплавы используют в форме очень тонкого порошка с максимальным размером частиц ниже чем 40 мкм и предпочтительно ниже чем 30 мкм.
Preferred is the use of Zr-V-Fe ternary alloys, and in particular the above-mentioned St 707 alloy, having a composition in% by weight: Zr 70, V 24.6, Fe 5.4. In the case of significant quantities of absorbed hydrogen, it is preferred that the getter alloy component consists of more than one, preferably two different getter alloys comprising at least one getter material for low hydrogen pressure. A preferred combination of getter alloys in this case consists of a mixture of the aforementioned St 707 alloy and an alloy having a composition in wt.%: Zr 84, Al 16, obtained and sold by Caes Getters, Milan, under the name St 101 ® .
Getter alloys are used in the form of a very fine powder with a maximum particle size lower than 40 microns and preferably lower than 30 microns.

Весовое отношение между металлическим геттерным элементом и геттерными сплавами может изменяться в очень широком диапазоне, но обычно оно находится между 1: 10 и 10:1 и предпочтительно между 3:1 и 1:3. Когда используют два геттерных сплава, весовое отношение между упомянутыми сплавами в зависимости от намеренного применения может изменяться в широком диапазоне и обычно оно составляет между 1:20 и 20:1. The weight ratio between the metal getter element and getter alloys can vary in a very wide range, but usually it is between 1: 10 and 10: 1 and preferably between 3: 1 and 1: 3. When two getter alloys are used, the weight ratio between the alloys, depending on the intended use, can vary over a wide range and is usually between 1:20 and 20: 1.

Количества металлического элемента более тех, которые указаны выше, приводят к снижению эффективности геттерирования пробы, поскольку использование чрезмерных количеств геттерных сплавов вызывает обычно трудности при спекании газопоглощающих тел, полученных при прессовании порошка, что приводит в дальнейшем к плохой механической прочности конечных газопоглощающих тел. Amounts of a metal element greater than those indicated above lead to a decrease in the efficiency of sample gettering, since the use of excessive amounts of getter alloys usually causes difficulties in sintering the getter bodies obtained by pressing the powder, which subsequently leads to poor mechanical strength of the getter getter bodies.

Органическое соединение изобретения представляет при комнатной температуре твердый материал, который должен обладать свойством испарения без остатка во время тепловой обработки для спекания геттерного материала. Органическое соединение должно предпочтительно полностью испаряться при температуре ниже чем около 300oC с тем, чтобы при температурах, при которых геттерный материал становится активным, не генерировались химически активные пары. Некоторыми из примеров органических материалов, удовлетворяющих вышеприведенным требованиям, являются оксалат аммония, бензоат аммония и в особенности предпочтительным является карбамат аммония.The organic compound of the invention is a solid material at room temperature which must have the property of evaporation without residue during heat treatment to sinter the getter material. The organic compound should preferably completely evaporate at a temperature lower than about 300 ° C. so that at temperatures at which the getter material becomes active, chemically active vapors are not generated. Some of the examples of organic materials satisfying the above requirements are ammonium oxalate, ammonium benzoate, and ammonium carbamate is particularly preferred.

Органическое соединение используют в форме порошка. Этот порошок применяют в виде двух фракций, первая из которых имеет размер частиц ниже 50 мкм и вторая фракция имеет размер частиц между 50 и 150 мкм. Что касается способа изобретения, необходимо, чтобы в порошковой смеси обе фракции присутствовали в количестве не ниже минимального количества, при этом весовое отношение между двумя фракциями может изменяться между 4:1 и 1:4. The organic compound is used in powder form. This powder is used in the form of two fractions, the first of which has a particle size below 50 microns and the second fraction has a particle size between 50 and 150 microns. As for the method of the invention, it is necessary that both fractions be present in the powder mixture in an amount not lower than the minimum amount, while the weight ratio between the two fractions can vary between 4: 1 and 1: 4.

Вес органического соединения может достигать до 40% от общего веса порошковой смеси точки А, и составляет предпочтительно от 10 до 35% от общего веса смеси перед спеканием. Если органическое соединение применяют в слишком маленьких количествах, газопоглощающее тело, полученное при спекании, вряд ли будет пористым, поскольку с количествами органического соединения выше чем 40% по весу невозможно получить механически устойчивые газопоглощающие тела. The weight of the organic compound can reach up to 40% of the total weight of the powder mixture of point A, and is preferably from 10 to 35% of the total weight of the mixture before sintering. If the organic compound is used in too small amounts, the getter body obtained by sintering is unlikely to be porous, since it is impossible to obtain mechanically stable getter bodies with amounts of the organic compound higher than 40% by weight.

Полученную таким образом порошковую смесь подвергают легкому прессованию при значениях давления ниже чем 1000 кг/см2, предпочтительно между 50 и 800 кг/см2. Более низкие значения приложенного давления дают конечное спеченное тело, имеющее плохую механическую прочность, тогда как более высокие значения давления вызывают чрезмерную компактность порошка, что приводит впоследствии к уменьшению удельной поверхности и больше всего пористости.The powder mixture thus obtained is subjected to easy pressing at pressures lower than 1000 kg / cm 2 , preferably between 50 and 800 kg / cm 2 . Lower values of the applied pressure give the final sintered body having poor mechanical strength, while higher values of the pressure cause excessive powder compactness, which subsequently leads to a decrease in the specific surface and most of the porosity.

После прессования порошковую смесь подвергают тепловой обработке в атмосфере инертного газа или предпочтительно под вакуумом, при температуре между около 900 и 1200oС, предпочтительно между 1000 и 1100oC, в течение времени в диапазоне от 5 минут до 1 часа.After pressing, the powder mixture is subjected to heat treatment in an inert gas atmosphere or preferably under vacuum, at a temperature between about 900 and 1200 o C, preferably between 1000 and 1100 o C, for a time in the range from 5 minutes to 1 hour.

По его второму аспекту изобретение относится к высокопористым геттерным материалам, полученным посредством представленного выше способа. According to its second aspect, the invention relates to highly porous getter materials obtained by the above method.

При описании геттерных материалов изобретения сделаны ссылки на чертежи, в которых:
фиг. 1а показывает микрофотографический снимок, полученный с помощью растрового электронного микроскопа (SEM), увеличивающего в 700 раз, геттерного материала изобретения, получение которого описано в примере 1;
фиг. 1b показывает рисунок, воспроизводящий микрофотографический снимок фиг.1а;
фиг.2а показывает микрофотографический снимок, полученный с помощью SEM, увеличивающего в 700 раз, геттерного материала, получение которого описано в примере 2 способа вышеприведенной заявки на патент DE-A-2204714;
фиг. 2b показывает рисунок, воспроизводящий микрофотографический снимок фиг.2а;
фиг. 3а показывает микрофотографический снимок, полученный с помощью SEM, увеличивающего в 700 раз, геттерного материала, который описан в примере 3 вышеприведенного патента GB-2077487;
фиг. 3b показывает рисунок, воспроизводящий микрофотографический снимок фиг. 3а;
фиг.4а показывает микрофотографический снимок, полученный с помощью SEM, увеличивающего в 700 раз, сравнительного геттерного материала, полученного в соответствии со способом, описанным в примере 4;
фиг. 4b показывает рисунок, воспроизводящий фотографический снимок фиг. 4а;
фиг.5а показывает микрофотографический снимок, полученный с помощью SEM, увеличивающего в 700 раз, сравнительного геттерного материала, полученного в соответствии со способом, описанным в примере 5;
фиг. 5b показывает рисунок, воспроизводящий фотографический снимок фиг. 5а;
фиг.6а показывает микрофотографический снимок, полученный с помощью SEM, увеличивающего в 700 раз, сравнительного геттерного материала, полученного в соответствии со способом, описанным в примере 6;
фиг. 6b показывает рисунок, воспроизводящий фотографический снимок фиг. 6а;
фиг.7 иллюстрирует график, показывающий газопоглотительные свойства пяти проб геттерного материала фиг.1-5 при использовании в качестве испытуемого газа CO; скорость поглощения (S), измеренная в виде поглощенного в секунду количества см3 CO на 1 г, геттерного материала представлена в виде функции количества (Q) поглощенного CO, измеренного в виде см3 • Pa на 1 г геттерного материала;
фиг. 8 показывает график, подобный графику фиг.7, полученный при использовании в качестве испытуемого газа азота;
фиг. 9 показывает график, подобный графикам фиг.7 и 8, показывающий поглотительные свойства геттерного материала изобретения в отношении водорода и сравнительного геттерного материала; и
фиг. 10a-10d иллюстрируют возможные формы газопоглощающих тел, которые можно получить при использовании способа настоящего изобретения.
In the description of getter materials of the invention, reference is made to the drawings, in which:
FIG. 1a shows a microphotographic image obtained using a scanning electron microscope (SEM), magnifying 700 times, getter material of the invention, the receipt of which is described in example 1;
FIG. 1b shows a pattern reproducing a microphotographic image of FIG. 1a;
figa shows a micrographic photograph obtained using SEM, magnifying 700 times, getter material, the receipt of which is described in example 2 of the method of the above patent application DE-A-2204714;
FIG. 2b shows a drawing reproducing a microphotographic image of FIG. 2a;
FIG. 3a shows a microphotographic image obtained using SEM, magnifying 700 times, getter material, which is described in example 3 of the above patent GB-2077487;
FIG. 3b shows a pattern reproducing a photomicrograph of FIG. 3a;
figa shows a micrographic photograph obtained using SEM, magnifying 700 times, comparative getter material obtained in accordance with the method described in example 4;
FIG. 4b shows a photograph reproducing a photograph of FIG. 4a;
figa shows a photomicrograph obtained using SEM, magnifying 700 times, comparative getter material obtained in accordance with the method described in example 5;
FIG. 5b shows a drawing reproducing a photograph of FIG. 5a;
figa shows a photomicrograph obtained using SEM, magnifying 700 times, comparative getter material obtained in accordance with the method described in example 6;
FIG. 6b shows a photograph reproducing a photograph of FIG. 6a;
7 illustrates a graph showing the getter properties of five getter material samples of FIGS. 1-5 when using CO as a test gas; the absorption rate (S), measured as the absorbed per second amount of cm 3 CO per 1 g of getter material, is presented as a function of the amount (Q) of absorbed CO, measured as cm 3 • Pa per 1 g of getter material;
FIG. 8 shows a graph similar to that of FIG. 7 obtained when using nitrogen as a test gas;
FIG. 9 shows a graph similar to that of FIGS. 7 and 8, showing the absorption properties of the getter material of the invention with respect to hydrogen and a comparative getter material; and
FIG. 10a-10d illustrate possible forms of getter bodies that can be obtained using the method of the present invention.

Геттерные материалы изобретения, благодаря особенностям способа получения, обладают новым сочетанием структурных и функциональных свойств по отношению к геттерным материалам предшествующей области. В частности, обращаясь к фиг.1b, следует отметить, что геттерные материалы изобретения имеют пористую структуру, состоящую из первой пространственной сетки пор 1 большего диаметра, обеспечивающей легкий доступ газов даже к самым внутренним частям газопоглощающего тела. Вторая сетка пор 2 меньшего диаметра, дающая доступ к поверхности одиночных зерен двух геттерных материалов, наложена на упомянутую первую сетку пор. The getter materials of the invention, due to the features of the production method, have a new combination of structural and functional properties with respect to the getter materials of the previous field. In particular, referring to fig.1b, it should be noted that the getter materials of the invention have a porous structure consisting of a first spatial grid of pores 1 of larger diameter, providing easy access of gases to even the innermost parts of the getter body. A second pore network 2 of smaller diameter, giving access to the surface of single grains of two getter materials, is superimposed on said first pore network.

Благодаря названным особенностям структуры получают высокие значения пористости и площади поверхности наряду с хорошей механической прочностью. Due to the mentioned structural features, high values of porosity and surface area are obtained along with good mechanical strength.

Газопоглощающие тела, полученные в соответствии со способом изобретения, можно использовать во всех применениях, требующих присутствия геттерного материала, например при поддержании вакуума внутри ламп или термоизолирующих промежуточных пространствах (например в термостатированных сосудах). Возможной формой газопоглощающего тела, подходящей для применения в термостатированных сосудах, является, например, гранула, которая показана на фиг.10a. Однако благодаря особым функциональным свойствам геттерных материалов изобретения преимущества, которые получают при использовании геттерных устройств, содержащих названные материалы, являются в особенности очевидными в применениях, требующих высоких газопоглотительных характеристик у устройств с маленьким объемом; например в случае геттерных насосов, в которых объем, доступный для геттерного материала, является маленьким. Геттерные насосы этого типа представлены, например, в патентах США NN 5320496 и 5324172 на имя заявителя. В первом из названных патентов представлен насос, в котором газопоглощающие тела сделаны в виде уложенных стопкой дисков, расположенных коаксиально телу насоса. The getter bodies obtained in accordance with the method of the invention can be used in all applications requiring the presence of getter material, for example, while maintaining a vacuum inside the lamps or thermally insulating spaces (for example, in thermostatic vessels). A possible form of a getter body suitable for use in thermostatic vessels is, for example, a granule, which is shown in FIG. 10a. However, due to the special functional properties of the getter materials of the invention, the advantages that are obtained when using getter devices containing these materials are particularly evident in applications requiring high getter characteristics in devices with a small volume; for example, in the case of getter pumps, in which the volume available for getter material is small. Getter pumps of this type are presented, for example, in US patents NN 5320496 and 5324172 in the name of the applicant. In the first of these patents, a pump is presented in which the getter bodies are made in the form of stacked disks arranged coaxially with the pump body.

Возможные альтернативные формы дисков, использованных в насосе, подобные таковым патента США N 5320496, в дополнение к тем, которые описаны в названном патенте, показаны на фиг.10c и 10d. Во втором патенте представлен геттерный насос, выполненный с газопоглощающими телами, похожими на пластинки, радиально расположенными вокруг оси насоса; возможное геттерное тело, похожее на пластинку, использованное в этом насосе, показано на фиг.10b. Possible alternative forms of disks used in the pump, such as those of US Pat. No. 5,320,496, in addition to those described in the cited patent, are shown in FIGS. 10c and 10d. In the second patent, a getter pump is provided, made with getter bodies, similar to plates, radially arranged around the axis of the pump; a possible getter body similar to the plate used in this pump is shown in FIG. 10b.

Цели и преимущества настоящего изобретения будут очевидны для специалистов в данной области при прочтении последующих примеров. Эти примеры даны единственно с целью иллюстрации и никоим образом не ограничивают объем изобретения. The objectives and advantages of the present invention will be apparent to those skilled in the art upon reading the following examples. These examples are given solely for the purpose of illustration and in no way limit the scope of the invention.

Пример 1. Example 1

Этот пример относится к получению геттерного материала изобретения. Получили смесь из 2,4 г металлического циркония, имеющего размер частиц между 40 и 50 мкм, 3,6 г сплава St 707, имеющего размер частиц ниже чем 30 мкм, и 4,0 г карбамата аммония, состоящего из двух порций, каждая по 2 г, имеющих соответственно размер частиц между 0 и 50 мкм, и между 50 и 150 мкм. Смесь гомогенизировали в смесителе V-образной формы в течение 4-х часов и прессовали путем подвержения ее давлению до 150 кг/см2. Затем прессованную смесь спекали путем тепловой обработки в вакуумной печи при нагреве ее до 1050oC в течение времени около 2-х часов и при поддержании ее при указанной температуре в течение 30 минут. Газопоглощающее тело, полученное таким образом, является пробой 1.This example relates to the production of getter material of the invention. A mixture of 2.4 g of zirconium metal having a particle size between 40 and 50 μm, 3.6 g of St 707 alloy having a particle size lower than 30 μm, and 4.0 g of two-portion ammonium carbamate were prepared, each 2 g, respectively having a particle size between 0 and 50 microns, and between 50 and 150 microns. The mixture was homogenized in a V-shaped mixer for 4 hours and pressed by subjecting it to a pressure of up to 150 kg / cm 2 . Then the pressed mixture was sintered by heat treatment in a vacuum oven while heating it to 1050 o C for a time of about 2 hours and maintaining it at the indicated temperature for 30 minutes. The getter body thus obtained is sample 1.

Пример 2 (сравнительный). Example 2 (comparative).

В этом примере описано получение геттерного материала в соответствии со способом, описанным в заявке на патент DЕ-А-2204714. Получили смесь из 5,8 г металлического циркония, имеющего размер частиц между 0 и 44 мкм, 2,2 г графитового порошка, имеющего размер частиц между 75 и 128 мкм, и 3 г порошка карбамата аммония, имеющего размер зерна около 1 мкм. Смесь гомогенизировали как в примере 1 и спекали путем нагрева ее до 1050oC в течение 55 минут и поддержания ее при названной температуре в течение 5 минут. Спеченное газопоглощающее тело, вынутое из печи, является пробой 2.This example describes the preparation of getter material in accordance with the method described in patent application DE-A-2204714. A mixture of 5.8 g of zirconium metal having a particle size between 0 and 44 μm, 2.2 g of graphite powder having a particle size of between 75 and 128 μm, and 3 g of ammonium carbamate powder having a grain size of about 1 μm were obtained. The mixture was homogenized as in Example 1 and sintered by heating it to 1050 ° C. for 55 minutes and maintaining it at the indicated temperature for 5 minutes. The sintered getter body taken out of the furnace is sample 2.

Пример 3 (сравнительный). Example 3 (comparative).

В этом примере описано получение пористого геттерного материала в соответствии с патентом GB-2077487. This example describes the preparation of a porous getter material in accordance with GB-2077487.

Получили смесь из 4 г металлического циркониевого порошка, имеющего размер частиц между 0 и 44 мкм, и 6 г сплава St 707, имеющего размер частиц между 53 и 128 мкм. Смесь гомогенизировали как в предыдущих примерах и спекали посредством тепловой обработки, которая описана в примере 2. Полученное таким образом газопоглощающее тело является пробой 3. A mixture of 4 g of a metal zirconium powder having a particle size between 0 and 44 μm and 6 g of an alloy of St 707 having a particle size between 53 and 128 μm was obtained. The mixture was homogenized as in the previous examples and sintered using the heat treatment described in Example 2. The getter body thus obtained is sample 3.

Пример 4 (сравнительный). Example 4 (comparative).

Повторили получение геттерного материала в соответствии с методикой примера 2, но при использовании тонкого порошка карбамата аммония с размером зерна ниже чем 44 мкм. Полученное таким образом газопоглощающее тело является пробой 4. The production of getter material was repeated in accordance with the procedure of Example 2, but using a fine ammonium carbamate powder with a grain size lower than 44 μm. The getter body thus obtained is sample 4.

Пример 5 (сравнительный). Example 5 (comparative).

Повторили получение геттерного материала в соответствии с методикой примера 3, но при прессовании порошковой смеси перед спеканием при значении давления 70 кг/см2. Полученное таким образом газопоглощающее тело является пробой 5.The production of getter material was repeated in accordance with the procedure of Example 3, but when pressing the powder mixture before sintering at a pressure value of 70 kg / cm 2 . The getter body thus obtained is sample 5.

Пример 6. Example 6

Этот пример относится к получению геттерного материала изобретения. Получили смесь из 35 г металлического циркония, имеющего размер частиц между 40 и 50 мкм, 15 г сплава St 707, имеющего размер частиц ниже чем 30 мкм, 50 г сплава St 101®, имеющего размер частиц ниже чем 30 мкм, 13 г карбамата аммония, имеющего размер частиц между 0 и 50 мкм, и 20 г карбамата аммония, имеющего размер частиц между 50 и 150 мкм. Смесь гомогенизировали в смесителе V-образной формы в течение 4-х часов; 1,3 г гомогенизированной смеси прессовали путем подвержения их давлению 600 кг/см2. Затем прессованную смесь спекали путем тепловой обработки в вакуумной печи путем нагрева ее до 1050oС в течение времени около 2-х часов и поддержания при названной температуре в течение 30 минут. Полученное таким образом газопоглощающее тело является пробой 6.This example relates to the production of getter material of the invention. A mixture of 35 g of zirconium metal having a particle size of between 40 and 50 μm, 15 g of an alloy of St 707 having a particle size of lower than 30 μm, 50 g of an alloy of St 101 ® having a particle size of lower than 30 μm, 13 g of ammonium carbamate was obtained having a particle size between 0 and 50 microns, and 20 g of ammonium carbamate having a particle size between 50 and 150 microns. The mixture was homogenized in a V-shaped mixer for 4 hours; 1.3 g of the homogenized mixture was pressed by subjecting them to a pressure of 600 kg / cm 2 . Then the pressed mixture was sintered by heat treatment in a vacuum oven by heating it to 1050 o C for a time of about 2 hours and maintaining at this temperature for 30 minutes. The getter body thus obtained is sample 6.

Пример 7. Example 7

Измерение скорости поглощения газа и поглощающей способности осуществляли на пробах 1, 2, 3, 4 и 5 при комнатной температуре после активации их при 600oC в течение 10 минут. Испытание осуществляли путем измерения скорости, при которой каждая проба поглощает измеренные количества газа во время ряда последовательных подач газа в испытательную камеру в соответствии с ASTM F 798-82 (Американским стандартным методом испытаний). Применяемым для испытания газом был CO. Результаты испытаний показаны на графике фиг.7, приведенные соответственно в виде кривых 1-5 для пяти проб.The gas absorption rate and absorption capacity were measured on samples 1, 2, 3, 4, and 5 at room temperature after activation at 600 ° C. for 10 minutes. The test was carried out by measuring the speed at which each sample absorbs the measured amount of gas during a series of consecutive gas flows into the test chamber in accordance with ASTM F 798-82 (American Standard Test Method). The gas used for the test was CO. The test results are shown in the graph of Fig. 7, respectively, in the form of curves 1-5 for five samples.

Пример 8. Example 8

Измерения поглотительных свойств проб 1-5 осуществляли при тех же самых условиях, которые указаны в примере 7, с той лишь разницей, что в этом случае испытуемым газом был азот. Результаты показаны на фиг.8. Measurement of the absorption properties of samples 1-5 was carried out under the same conditions that are indicated in example 7, with the only difference that in this case, the test gas was nitrogen. The results are shown in FIG.

Пример 9. Example 9

Измерения скорости поглощения водорода и поглощающей способности осуществляли на пробе 6 (изобретения) и 2 (сравнительной) при комнатной температуре после их активации при 600oC в течение 30 минут. Испытание осуществляли в соответствии с методом ASTM F 798-82. Результаты испытаний представлены на графике фиг. 9 и соответственно представлены в виде кривых 6 и 7 для двух проб 6 и 2.Measurements of the rate of hydrogen absorption and absorption capacity were carried out on sample 6 (invention) and 2 (comparative) at room temperature after their activation at 600 o C for 30 minutes. The test was carried out in accordance with ASTM method F 798-82. The test results are shown in the graph of FIG. 9 and respectively are presented in the form of curves 6 and 7 for two samples 6 and 2.

Пример 10. Example 10

Измерения площади поверхности осуществляли на пробах 1-6 в соответствии с методом В.Е.Т. (БЭТ) (Брунауэра, Эммета и Теллера) при использовании аппаратуры Quantasorb QS-12, Результаты этого испытания сведены в таблицу. Surface area measurements were carried out on samples 1-6 in accordance with the method of B.E.T. (BET) (Brunauer, Emmett and Teller) using Quantasorb QS-12 equipment. The results of this test are summarized in table.

Пример 11. Example 11

Измеряли кажущуюся плотность и процент пористости проб 1-6. Кажущуюся плотность вычисляли в виде отношения между весом пробы и ее геометрическим объемом. Термин "пористость" показывает процентное значение, вычисленное с использованием следующей формулы:
пористость % = (1 - dapp/dt) • 100.
The apparent density and percent porosity of samples 1-6 were measured. The apparent density was calculated as the ratio between the weight of the sample and its geometric volume. The term "porosity" indicates a percentage value calculated using the following formula:
porosity% = (1 - d app / d t ) • 100.

где dapp является вышеопределенной кажущейся плотностью пробы;
dt является ее теоретической плотностью;
из известных абсолютных плотностей и веса фракций материалов, составляющих пробу, вычисляли, в свою очередь, с помощью последующих двух формул значение dt, соответственно с помощью формулы I значение dt для проб, состоящих из двухкомпонентных материалов (пробы 1-5), и с помощью формулы II - для проб, состоящих из трехкомпонентных материалов (проба 6)
dt = (dAdB)/(dAXB + dBXA) (I)
и
dt = (dAdBdC)/(dAdBXC + dAdCXB + dBdCXA) (II)
где dA - плотность первого материала, составляющего пробу;
dB - плотность второго материала, составляющего пробу;
dC - плотность третьего материала, составляющего пробу;
XA - вес фракции первого материала, составляющего пробу;
XB - вес фракции второго материала, составляющего пробу;
XC - вес фракции третьего материала, составляющего пробу.
where d app is the specified apparent density of the sample;
d t is its theoretical density;
from the known absolute densities and weights of the fractions of the materials that make up the sample, we calculated, in turn, using the following two formulas, the value of d t , respectively, using formula I, the value of d t for samples consisting of two-component materials (samples 1-5), and using formula II - for samples consisting of three-component materials (sample 6)
d t = (d A d B ) / (d A X B + d B X A ) (I)
and
d t = (d A d B d C ) / (d A d B X C + d A d C X B + d B d C X A ) (II)
where d A is the density of the first material constituting the sample;
d B is the density of the second material making up the sample;
d C is the density of the third material making up the sample;
X A is the weight of the fraction of the first material constituting the sample;
X B is the weight of the fraction of the second material making up the sample;
X C is the weight of the fraction of the third material making up the sample.

Результаты сведены в таблицу. The results are tabulated.

Способ получения сравнительной пробы 4 не соответствует уже известному способу, а является вариантом способа примера 2, в котором осуществляют применение карбамата аммония, имеющего размер частиц ниже, чем размер частиц карбамата аммония примера 2, и сравнимый с размером частиц карбамата аммония, использованного в способе изобретения. Подобно способ получения сравнительной пробы 5 не соответствует какому-либо способу предшествующей области, а является вариантом способа примера 3, в котором осуществляют использование легкого прессования порошковой смеси как в способе изобретения. The method of obtaining comparative sample 4 does not correspond to the already known method, but is a variant of the method of example 2, in which the use of ammonium carbamate having a particle size lower than the particle size of ammonium carbamate of example 2, and comparable with the particle size of ammonium carbamate used in the method of the invention . Similarly, the method for producing comparative sample 5 does not correspond to any method of the previous field, but is a variant of the method of example 3, in which the use of light pressing of the powder mixture is carried out as in the method of the invention.

Площадь поверхности пробы 5 ниже, чем предел показаний использованного прибора, и, тем не менее, несомненно ниже чем 0,08 м2/г, т.е. значения, полученного для пробы 3.The surface area of sample 5 is lower than the reading limit of the used device, and, nevertheless, undoubtedly lower than 0.08 m 2 / g, i.e. values obtained for sample 3.

Как может быть отмечено при осмотре микрофотографических снимков фиг. 1-6, пробы 1 и 6, соответствующие геттерным материалам изобретения, имеют пористую структуру, отличающуюся как от сравнительных проб 2 и 3 предшествующей области, так и от сравнительных проб 4 и 5. В частности, газопоглощающие тела изобретения имеют пористую структуру, которая делает их легкоузнаваемыми среди других проб, поскольку она состоит из макропористостей 1, распространенных в теле пробы, и микропористостей 2 среди циркония и зерен сплава; наоборот, все пробы 2-5 выглядят более компактными. Данные таблицы показывают, что сравнительные пробы 2 и 4 имеют значения удельной поверхности и пористости, сравнимые со значениями удельной поверхности и пористости проб 1 и 6, тогда как пробы 3 и 5 имеют удельную поверхность и пористость гораздо ниже, чем у проб 1 и 6. С другой стороны, пробы 2 и 4 имеют плохую механическую прочность, являются хрупкими и легко теряют частицы, что делает их непригодными в технологических применениях. Кроме этой усовершенствованной комбинации структурных и механических свойств, проба 1 изобретения имеет также самые лучшие газопоглотительные свойства, что может быть отмечено при рассмотрении графиков фиг. 7 и 8, на которых кривые поглощения при комнатной температуре проб 1-5 представлены соответственно для CO и N2. В действительности проба 1 показывает гораздо более высокие поглотительные свойства для обоих газов, чем пробы 3 и 5, обеспеченные менее пористой структурой. Однако проба изобретения показывает также поглощающую способность относительно обоих газов лучшую, чем у проб 2 и 4, характеристики пористости которых сравнимы с характеристиками пористости пробы 1. Проба 6 изобретения показывает такое же хорошее сочетание свойств, т.е. высокую удельную поверхность, высокую пористость и механическую прочность как у пробы 1. Проба 6 показывает также очень хорошие поглотительные свойства геттерных материалов изобретения в отношении водорода, когда их получают с использованием в качестве компонента геттерного сплава смеси геттерных сплавов, включающих геттерный материал для низкого давления водорода. При рассмотрении графика на фиг. 9 можно отметить, что проба 6 показывает более высокие поглотительные свойства в отношении водорода, чем проба 2, обеспеченная структурой со сравнимой пористостью.As can be seen when viewing microphotographic images of FIG. 1-6, samples 1 and 6, corresponding to the getter materials of the invention, have a porous structure that differs from both comparative samples 2 and 3 of the previous region and comparative samples 4 and 5. In particular, the getter bodies of the invention have a porous structure that makes they are easily recognizable among other samples, since it consists of macroporosities 1 distributed in the body of the sample and microporosities 2 among zirconium and alloy grains; on the contrary, all samples 2-5 look more compact. The data in the table show that comparative samples 2 and 4 have specific surface and porosity values comparable with the specific surface and porosity of samples 1 and 6, while samples 3 and 5 have a specific surface and porosity much lower than for samples 1 and 6. On the other hand, samples 2 and 4 have poor mechanical strength, are brittle and easily lose particles, which makes them unsuitable in technological applications. In addition to this improved combination of structural and mechanical properties, sample 1 of the invention also has the best getter properties, which can be noted when considering the graphs of FIG. 7 and 8, in which the absorption curves at room temperature for samples 1-5 are presented for CO and N 2, respectively. In fact, sample 1 shows much higher absorption properties for both gases than samples 3 and 5, which are provided with a less porous structure. However, the sample of the invention also shows better absorption capacity for both gases than samples 2 and 4, the porosity characteristics of which are comparable with the porosity characteristics of sample 1. Sample 6 of the invention shows the same good combination of properties, i.e. high specific surface, high porosity and mechanical strength as in sample 1. Sample 6 also shows very good absorption properties of getter materials of the invention with respect to hydrogen when they are prepared using a mixture of getter alloys comprising a getter material with a low hydrogen pressure as a getter alloy . When considering the graph in FIG. 9, it can be noted that sample 6 shows higher absorption properties with respect to hydrogen than sample 2, provided with a structure with comparable porosity.

В конечном счете, сравнение поглотительных свойств проб 2 и 4 и проб 3 и 5 показывает, что только при работе в соответствии со способом изобретения можно достигнуть превосходных результатов, описанных выше. В действительности при рассмотрении этих фигур обнаружено, что при изменении получения пробы 2 (способ, представленный в заявке на патент DE-A-2204714) для того, чтобы сделать его более похожим на способ изобретения, т.е. с карбаматом аммония, имеющим более тонкий размер частиц (проба 4), поглощение газа ухудшается. Подобно изменение в способе получения пробы 3 (способ патента GB 2077487) путем применения легкого прессования порошковой смеси для того, чтобы сделать его более похожим на способ изобретения (таким образом получают пробу 5), приводит к ухудшению поглотительных свойств. В заключение, проведенные испытания показали, что пробы изобретения показывают самые лучшие газопоглотительные свойства с хорошей механической прочностью, которая делает их подходящими для технологических применений; сравнение свойств проб изобретения и сравнительных проб показывает также, что это сочетание свойств зависит от особенностей способа, отличающегося сочетанием его параметров, которые не могут быть получены при простой попытке изменить параметры известных способов. Ultimately, a comparison of the absorption properties of samples 2 and 4 and samples 3 and 5 shows that only when working in accordance with the method of the invention can the excellent results described above be achieved. In fact, when considering these figures, it was found that when changing the preparation of sample 2 (the method presented in patent application DE-A-2204714) in order to make it more similar to the method of the invention, i.e. with ammonium carbamate having a finer particle size (sample 4), the absorption of gas deteriorates. Similarly, a change in the method for producing sample 3 (method of patent GB 2077487) by applying light compression of the powder mixture in order to make it more similar to the method of the invention (thus obtaining sample 5) leads to a deterioration in absorption properties. In conclusion, the tests showed that the samples of the invention show the best gas absorption properties with good mechanical strength, which makes them suitable for technological applications; comparing the properties of the samples of the invention and comparative samples also shows that this combination of properties depends on the features of the method, characterized by a combination of its parameters, which cannot be obtained with a simple attempt to change the parameters of known methods.

Claims (16)

1. Способ получения неиспаряющихся геттерных материалов, имеющих усовершенствованные характеристики пористости, скорости поглощения газов и поглощающей способности, включающий получение смеси из порошков металлического геттерного элемента и порошков органического компонента и последующее спекание смеси порошков, отличающийся тем, что смесь порошков дополнительно содержит порошки одного или нескольких геттерных сплавов, при этом порошки металлического геттерного элемента имеют размер зерна ниже, чем 7 мкм, порошки одного или нескольких геттерных сплавов имеют размер зерна ниже, чем 40 мкм, в качестве порошков органического компонента используют порошки органического компонента, твердого при комнатной температуре, имеющего свойство возгоняться или разлагаться на газообразные продукты, не оставляя остатков, при воздействии воздуха или во время последующих тепловых обработок, состоящие из двух ситовых фракций, причем зерна первой фракции имеют размер ниже, чем 50 мкм, зерна второй фракции имеют размер 50 - 150 мкм, и весовое соотношение между двумя фракциями может изменяться между 4 : 1 и 1 : 4, порошковую смесь подвергают прессованию при давлении ниже, чем 1000 кг/см2, а спекание прессованной порошковой смеси осуществляют путем вакуумной обработки или обработки инертным газом при 900 - 1200oC в течение 5 мин - 1 ч.1. A method of producing non-evaporative getter materials having improved characteristics of porosity, gas absorption rate and absorption capacity, comprising obtaining a mixture of powders of a metal getter element and powders of an organic component and subsequent sintering of a powder mixture, characterized in that the powder mixture further comprises one or more powders getter alloys, while the powders of the metal getter element have a grain size lower than 7 microns, powders of one or several of getter alloys have a grain size lower than 40 microns, powders of the organic component are powders of the organic component, solid at room temperature, which tends to sublimate or decompose into gaseous products, leaving no residue, when exposed to air or during subsequent heat treatments, consisting of two sieve fractions, moreover, the grains of the first fraction have a size lower than 50 microns, the grains of the second fraction have a size of 50 - 150 microns, and the weight ratio between the two fractions can change between 4: 1 and 1: 4, the powder mixture is pressed at a pressure lower than 1000 kg / cm 2 , and the pressed powder mixture is sintered by vacuum treatment or inert gas treatment at 900 - 1200 o C for 5 min - 1 h 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что весовое отношение между металлическим геттерным элементом и геттерными сплавами 1 : 10 - 10 : 1. 2. The method according to claim 1, characterized in that the weight ratio between the metal getter element and getter alloys is 1: 10 to 10: 1. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что весовое отношение между металлическим геттерным элементом и геттерными сплавами 1 : 3 - 3 : 1. 3. The method according to claim 2, characterized in that the weight ratio between the metal getter element and getter alloys 1: 3 to 3: 1. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что вес органического соединения составляет до 40% от общего веса названной порошковой смеси. 4. The method according to claim 1, characterized in that the weight of the organic compound is up to 40% of the total weight of said powder mixture. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что вес органического соединения составляет 10 - 35% от общего веса названной порошковой смеси. 5. The method according to claim 4, characterized in that the weight of the organic compound is 10 - 35% of the total weight of said powder mixture. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлическим геттерным элементом является цирконий. 6. The method according to claim 1, characterized in that the metal getter element is zirconium. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют только один геттерный сплав. 7. The method according to claim 1, characterized in that only one getter alloy is used. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что геттерным сплавом является Zr - V - Fe тройной сплав, имеющий состав, вес.%: ZR 70, V 24,6, Fe 5,4. 8. The method according to claim 7, characterized in that the getter alloy is a Zr - V - Fe ternary alloy having a composition, wt.%: ZR 70, V 24.6, Fe 5.4. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют два геттерных сплава. 9. The method according to claim 1, characterized in that two getter alloys are used. 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что весовое отношение между двумя геттерными сплавами 1 : 20 - 20 : 1. 10. The method according to claim 9, characterized in that the weight ratio between the two getter alloys is 1: 20 to 20: 1. 11. Способ по п.9, отличающийся тем, что первым геттерным сплавом является Zr - V - Fe сплав, имеющий состав, вес.%: Zr 70, V 24,6, Fe 5,4, и вторым сплавом является Zr -Al сплав, имеющий состав, вес.%: Zr 84, Al 16. 11. The method according to claim 9, characterized in that the first getter alloy is a Zr - V - Fe alloy having a composition, wt.%: Zr 70, V 24.6, Fe 5.4, and the second alloy is Zr-Al an alloy having a composition, wt.%: Zr 84, Al 16. 12. Способ по п.1, отличающийся тем, что органическим соединением является карбамат аммония. 12. The method according to claim 1, characterized in that the organic compound is ammonium carbamate. 13. Способ по п.1, отличающийся тем, что порошковую смесь прессуют под давлением 50 - 800 кг/см2.13. The method according to claim 1, characterized in that the powder mixture is pressed under a pressure of 50 - 800 kg / cm 2 . 14. Способ по п.1, отличающийся тем, что получают высокопористый геттерный материал. 14. The method according to claim 1, characterized in that a highly porous getter material is obtained. 15. Способ по п.1, отличающийся тем, что получают высокопористые геттерные тела. 15. The method according to claim 1, characterized in that highly porous getter bodies are obtained. 16. Способ по п.1, отличающийся тем, что высокопористые геттерные тела сформованы в виде гранул, листов или дисков. 16. The method according to claim 1, characterized in that the highly porous getter bodies are molded in the form of granules, sheets or disks.
RU95121075A 1995-04-14 1995-12-01 Method of producing highly porous nonevaporable getter materials and materials produced by this method RU2131323C1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITM194/A002449 1994-12-02
ITM195/A000779 1995-04-14
ITMI950779A IT1273571B (en) 1995-04-14 1995-04-14 Process for the production of non-evaporable getter materials having high porosity and hydrogen absorption capacity and materials so obtained

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95121075A RU95121075A (en) 1997-11-27
RU2131323C1 true RU2131323C1 (en) 1999-06-10

Family

ID=11371351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95121075A RU2131323C1 (en) 1995-04-14 1995-12-01 Method of producing highly porous nonevaporable getter materials and materials produced by this method

Country Status (2)

Country Link
IT (1) IT1273571B (en)
RU (1) RU2131323C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2532788C1 (en) * 2013-06-20 2014-11-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method for obtaining volumetric and porous structures of hydrogen bearing alloys capable of sustaining multiple hydration-dehydration cycles without destruction
RU2661919C2 (en) * 2013-07-31 2018-07-23 Либхерр-Хаусгерете Линц Гмбх Vacuum insulation body
RU2815844C1 (en) * 2023-03-21 2024-03-22 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук Method of producing porous metal, alloy or pseudo-alloy

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2532788C1 (en) * 2013-06-20 2014-11-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method for obtaining volumetric and porous structures of hydrogen bearing alloys capable of sustaining multiple hydration-dehydration cycles without destruction
RU2661919C2 (en) * 2013-07-31 2018-07-23 Либхерр-Хаусгерете Линц Гмбх Vacuum insulation body
RU2815844C1 (en) * 2023-03-21 2024-03-22 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук Method of producing porous metal, alloy or pseudo-alloy

Also Published As

Publication number Publication date
IT1273571B (en) 1997-07-08
ITMI950779A1 (en) 1996-10-14
ITMI950779A0 (en) 1995-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0719609B1 (en) A process for producing high-porosity non-evaporable getter materials and materials thus obtained
RU2147386C1 (en) Compound of materials for low-temperature initiation of gas-absorbing material activation process and gas-absorbing means containing it
EP1817439B1 (en) Non-evaporable getter alloys for hydrogen sorption
JP4332220B2 (en) Method for forming dendritic metal particles
RU2260069C2 (en) Nonvaporizing getter alloys
RU2146722C1 (en) Nonvaporizing getter alloy and device containing such alloy
US5958098A (en) Method and composition in which metal hydride particles are embedded in a silica network
JPS617537A (en) Method of producing porous nonevaporation getter unit improved and getter unit produced by same method
US7858024B2 (en) Non-evaporable getter alloys based on yttrium for hydrogen sorption
CA1202200A (en) Oxygen stabilized zirconium-vanadium-iron alloy
Xu et al. ZrCoCe getter films for MEMS vacuum packaging
RU2131323C1 (en) Method of producing highly porous nonevaporable getter materials and materials produced by this method
WO2007099575A2 (en) Use of non-evaporable getter alloys for the sorption of hydrogen in vacuum and in inert gases
US5908579A (en) Process for producing high-porosity non-evaporable getter materials and materials thus obtained
US6110807A (en) Process for producing high-porosity non-evaporable getter materials
US5864072A (en) Hydrogen storage alloy and method for producing the same
JPWO2014104178A1 (en) Niobium capacitor anode chemical and method for producing the same
EP1632285A1 (en) Hydrogen storage material and method for producing same
RU2620234C2 (en) Method for producing non-evaporable getter
JP2003334438A (en) Method for producing gas adsorbent
JPH02290941A (en) Nonevaporation-type getter material
JP2000169921A (en) Hydrogen storage material and its production
JPH02118045A (en) Nonevaporative getter alloy
RU95121075A (en) METHOD OF OBTAINING HIGH-POROUS VOLATILE HETTER MATERIALS AND MATERIALS OBTAINED BY THIS METHOD