RU2260069C2 - Неиспаряемые геттерные сплавы - Google Patents
Неиспаряемые геттерные сплавы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2260069C2 RU2260069C2 RU2002105025/02A RU2002105025A RU2260069C2 RU 2260069 C2 RU2260069 C2 RU 2260069C2 RU 2002105025/02 A RU2002105025/02 A RU 2002105025/02A RU 2002105025 A RU2002105025 A RU 2002105025A RU 2260069 C2 RU2260069 C2 RU 2260069C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- getter
- alloy
- alloys
- vanadium
- volatile
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/0005—Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes
- C01B3/001—Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes characterised by the uptaking medium; Treatment thereof
- C01B3/0031—Intermetallic compounds; Metal alloys; Treatment thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/04—Purification or separation of nitrogen
- C01B21/0405—Purification or separation processes
- C01B21/0433—Physical processing only
- C01B21/045—Physical processing only by adsorption in solids
- C01B21/0483—Physical processing only by adsorption in solids in getters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
- C01B3/508—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by selective and reversible uptake by an appropriate medium, i.e. the uptake being based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/045—Alloys based on refractory metals
- C22C1/0458—Alloys based on titanium, zirconium or hafnium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C16/00—Alloys based on zirconium
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge Tubes (AREA)
- Thermal Insulation (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Orthopedics, Nursing, And Contraception (AREA)
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, а именно к геттерным устройствам, изготовленным из геттерных сплавов. Предложен неиспаряемый геттерный сплав и геттерное устройство. Сплав имеет высокую сорбцию газов, особенно азота, содержащий цирконий, ванадий и железо, при этом он дополнительно содержит марганец и по меньшей мере один элемент, выбранный среди иттрия, лантана, лантаноидов и любой их смеси, при следующем соотношении компонентов, мас.%: цирконий от 60 до 85; ванадий от 2 до 20; железо от 0,5 до 10; марганец от 2,5 до 30; иттрий, лантан, лантаноиды или их смесь от 1 до 6. Устройство содержит геттерный порошковый материал, при этом упомянутый геттерный порошковый материал представляет собой порошок неиспаряемого геттерного сплава. Технический результат - создание геттерного сплава с высокой эффективностью сорбции газов, особенно азота. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 11 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к неиспаряемым геттерным сплавам. В частности, настоящее изобретение относится к неиспаряемым геттерным сплавам (сплавам для геттеров), которые обеспечивают высокую эффективность сорбции газов, в особенности азота.
Неиспаряемые геттерные сплавы (non-evaporable getter alloys), известные также как NEG-сплавы, могут обратимо сорбировать водород и необратимо сорбировать такие газы, как кислород, пары воды, оксиды углерода и, в случае некоторых сплавов, азот.
Первоначально такие сплавы применяли для поддержания вакуума. Поддержание вакуума требуется в самых различных областях применения, например в ускорителях частиц, в рентгеновских трубках, в плоских дисплеях, работающих на основе автоэлектронной эмиссии, и в теплоизолирующих откачанных пространствах между стенками сосудов, таких как термоизолирующие колбы (термосы), сосуды Дьюара, или в трубопроводах для извлечения и транспортировки нефти.
NEG-сплавы можно также использовать для удаления упомянутых выше газов, когда они содержатся в виде следов в других газах, обычно в благородных газах. Примером является их использование в лампах, особенно во флуоресцентных лампах, которые заполнены благородными газами при давлениях несколько десятков миллибар, в которые NEG-сплав помещают с целью удаления следов кислорода, воды, водорода и других газов и поддержания таким образом подходящей атмосферы для функционирования ламп; другим примером удаления следов указанных газов из других газов является очистка инертных газов, в особенности для применения в микроэлектронной промышленности.
Обычно такие сплавы содержат в качестве основных компонентов цирконий и/или титан и, кроме того, содержат один или более элементов, выбранных среди переходных металлов или алюминия.
NEG-сплавы являются предметом нескольких патентов. В патенте США 3203901 описаны Zr-Al сплавы и, в частности, сплав, имеющий массовый состав Zr 84% - Al 16%, который заявитель производил и продавал под названием St 101; в патенте США 4071335 описаны Zr-Ni сплавы и, в частности, сплав, имеющий массовый состав Zr 75,7% - Ni 24,3%, который заявитель производил и продавал под названием St 199; в патенте США 4306887 описаны Zr-Fe сплавы и, в частности, сплав, имеющий массовый состав Zr 76,6% - Fe 23,4%, производимый и продаваемый заявителем под названием St 198; в патенте США 4312669 описаны Zr-V-Fe сплавы и, в частности, сплав, имеющий массовый состав Zr 70% - V 24,6% - Fe 5,4%, который заявитель производил и продавал под названием St 707; в патенте США 4668424 описаны сплавы цирконий - никель мишметалл с необязательной добавкой одного или более переходных металлов; в патенте США 4839085 описаны сплавы Zr-V-E, где Е представляет собой элемент, выбранный среди железа, никеля, марганца и алюминия, или их смесь; в патенте США 5180568 описаны интерметаллические соединения Zr1M1'M1'', где М' и М'' либо одинаковые, либо различные, выбирают среди Cr, Mn, Fe, Со и Ni, и, в частности, соединение Zr1Mn1Fe1, производимое и продаваемое заявителем под названием St 909; в патенте США 5961750 описаны сплавы Zr-Co-A, в которых А представляет собой элемент, выбранный среди иттрия, лантана, лантаноидов и их смеси, и, в частности, сплав, имеющий массовый состав Zr 80,8% - Со 14,2% -А 5%, производимый и продаваемый заявителем под названием St 787; и, наконец, геттерные сплавы на основе Zr и V для применения в газоочистных установках описаны в различных опубликованных заявках на патенты от имени фирмы "Japan Pionics", например в заявках Kokai 5-4809, 6-135707 и 7-242401.
NEG-сплавы имеют различные свойства в соответствии с их составом. Например, сплав St 101 среди других упомянутых сплавов является лучшим для сорбции водорода, но требует для своей работы активации при относительно высоких температурах, по меньшей мере при 700°С; сплав St 198 имеет плохие сорбционные свойства по отношению к азоту, и поэтому он используется для очистки этого газа; соединения, описанные в патенте США 5180568, не сорбируют водород. В результате этих различий в свойствах выбор NEG-сплава следует делать в зависимости от конкретного предполагаемого применения. В частности, можно сказать, что среди таких сплавов наиболее широко используется сплав с названием St 707, описанный в патенте США 4312669, благодаря его хорошим сорбционным свойствам, особенно по отношению к водороду, и относительно низкой температуре активации, требуемой для этого NEG-сплава.
Удаление атмосферных газов имеет важное значение для некоторых областей применения. Это важно, например, в области теплоизоляции, где необходимо удалить те газы, которые остались в откачанном пространстве между стенками во время изготовления теплоизолирующих сосудов; на практике, для того чтобы удерживать производственные затраты в приемлемых пределах, откачку пространства между стенками, которую проводят перед запаиванием, обычно прекращают через фиксированное время, и обычно при этом в пространстве между стенками сохраняется хотя и небольшое остаточное давление. Сорбция атмосферных газов также требуется для изучаемого в настоящее время применения в инерционных аккумуляторах энергии, более известных как "маховики", которые работают по принципу вращения объекта большой массы с высокой скоростью в откачанной камере; в таком устройстве вакуум необходим для того, чтобы предотвращать потерю энергии вращающейся массы вследствие трения между ней и газами, присутствующими в камере. В этих применениях особенно важным для выбора NEG-сплавов являются их свойства по отношению к азоту, потому что этот газ составляет примерно 80% в составе атмосферного воздуха, а также потому, что он является единственным из атмосферных газов (за исключением благородных газов), который удаляется с помощью NEG-сплавов наиболее трудно.
Область промышленного применения, для которой в настоящее время требуется наиболее высокая эффективность удаления нежелательных газов - это очистка газов для полупроводниковой промышленности. В самом деле, известно, что присутствующие в технологических газах примеси могут включаться в слои, которые образуют твердотельные устройства, тем самым создавая в них электронные дефекты, что приводит к браку в производстве. Степень чистоты, которая в настоящее время требуется для полупроводниковой промышленности, имеет порядок частей на триллион (ppt) (10-12 атомов или молекул). Поэтому необходимы NEG-сплавы, имеющие очень высокую эффективность сорбции примесей; как отмечено выше, азот среди газов, которые являются обычными примесями в технологическом газе, труднее всего удалить при помощи NEG-сплавов.
Поэтому целью настоящего изобретения является создание сплавов, используемых в качестве неиспаряемых геттеров и имеющих высокую эффективность сорбции газов, особенно азота.
Эта цель согласно настоящему изобретению достигается с помощью геттерных сплавов, содержащих цирконий, ванадий, железо, марганец и по меньшей мере один элемент, выбранный среди иттрия, лантана, лантаноидов и любой их смеси и имеющих элементный состав, изменяющийся в следующих пределах (в последующем тексте все проценты и соотношения являются массовыми, если это не оговорено особо):
- цирконий от 60 до 85%,
- ванадий от 2 до 20%,
- железо от 0,5 до 10%,
- марганец от 2,5 до 30% и
- иттрий, лантан, лантаноиды или их смеси от 1 до 6%.
Изобретение будет описано далее со ссылкой на чертежи, на которых:
- на фигурах 1-5 показаны различные варианты осуществления геттерных устройств, в которых используются сплавы согласно данному изобретению;
- на фигурах 6-11 показаны результаты испытания на сорбцию газов при разных условиях различными сплавами согласно изобретению и сравнительным сплавом.
Сплав согласно данному изобретению отличается от сплавов, известных из патента США 4312669, пониженным содержанием ванадия и железа, которые частично заменены марганцем и одним из элементов, выбранным среди иттрия, лантана и лантаноидов; от описанных в патенте США 4668424 сплавов отличается тем, что эти сплавы не содержат ванадия и марганца и вместо них требуют присутствия никеля в количествах от 20 до 45 мас.%; от описанных в патенте США 4839085 сплавов отличается тем, что такие сплавы не содержат иттрия, лантана или лантаноидов и обычно содержат по сравнению со сплавами согласно данному изобретению повышенные количества ванадия и более низкие количества железа и марганца; от соединений по патенту США 5180568 отличается тем, что такие соединения являются тройными интерметаллическими соединениями Zr1M1'M1'', которые не содержат ванадия или иттрия, лантана и лантаноидов; и отличается от сплавов по патенту США 5961750 тем, что такие сплавы требуют присутствия кобальта и не требуют присутствия ванадия, железа и марганца. Как указано выше и подробно описано далее, такие различия в составе приводят к значительным различиям в сорбции газов, особенно в сорбции азота.
При содержаниях циркония ниже 60% характеристики сорбции газа сплавами согласно данному изобретению снижаются, тогда как при содержаниях этого элемента выше 85% сплавы становятся слишком пластичными и затрудняется их обработка при производстве геттерных устройств. При содержаниях других компонентов сплавов, которые выходят за пределы указанного процентного состава, обычно происходит снижение характеристик сорбции газов, в частности азота при высоком содержании ванадия и водорода при высоких содержаниях железа или марганца. Кроме того, было обнаружено, что сплавы с содержанием ванадия менее 2% являются слишком пирофорными и поэтому опасными в производстве и при обращении с ними. Наконец, процентное содержание выше 6% иттрия, лантана, лантаноидов или их смесей не улучшает сорбционные свойства сплавов, но является причиной их нестабильности на воздухе, в результате чего возникают проблемы при хранении перед использованием. Особенно пригодным для настоящего изобретения является использование вместо последних из указанных элементов мишметаллов (в последующем описании также обозначаемого просто MM). Под таким названием промышленностью выпускаются различные смеси, содержащие прежде всего церий, лантан и неодим, а также малые количества других лантаноидов; такие смеси имеют более низкую стоимость по сравнению с чистыми элементами. Точный состав мишметалла не имеет большого значения, потому что указанные выше элементы имеют близкие реакционные способности, так что химическое поведение различных мишметаллов имеющихся типов в основном одинаково даже в том случае, если содержание отдельных элементов изменяется. Таким образом, точный состав данного компонента не оказывает влияния на рабочие характеристики сплавов согласно изобретению.
В указанных пределах состава предпочтительны сплавы, имеющие содержание:
- циркония, изменяющееся от примерно 65 до 75%, и даже более предпочтительно от примерно 67 до 70%;
- ванадия от 2,5 до 15%;
- марганца от 5 до 25%;
- отношение железо/ванадий заключено между 1:5 и 1:4.
Особенно предпочтительным среди сплавов согласно данному изобретению является сплав, имеющий состав Zr 70% - V 15% - Fe 3,3% - Mn 8,7% - MM 3%, и сплав, имеющий состав Zr 69% - V 2,6% - Fe 0,6% - Mn 24,8% - MM 3%.
Сплавы согласно данному изобретению можно получить плавлением в печи кусков или порошков металлических компонентов, входящих в состав сплава, взятых в соотношениях, соответствующих конечному желаемому составу сплава. Предпочтительными методами плавления является плавление в дуговой печи в атмосфере инертного газа, например аргона при давлении 300 мбар, или в индукционной печи в вакууме или в атмосфере инертного газа. Во всяком случае, для получения сплавов можно использовать и другие методы, которые обычно используются в металлургической промышленности.
При практическом применении сплавы согласно данному изобретению используют в виде таблеток из геттерного материала в чистом виде, или на подложке, или в контейнере. В любом случае предпочтительным является использование сплавов в виде порошков, имеющих размер частиц менее 250 мкм, и более предпочтительно между 125 и 40 мкм. При большем размере частиц имеет место слишком большое снижение удельной поверхности материала (площадь поверхности на единицу массы), тогда как частицы размером ниже 40 мкм хотя и могут быть использованы и даже требуются для некоторых применений, однако приводят к некоторым проблемам на стадиях производства геттерных устройств (тонкие порошки труднее перемещать автоматизированными средствами, и они являются более пирофорными по сравнению с порошками, имеющими больший размер частиц).
NEG-сплавы согласно данному изобретению можно активировать при температурах от 300 до 500°С в течение периодов времени от 10 минут до 2 часов. Влияние температуры превалирует над влиянием продолжительности обработки, и активация при 400°С в течение 10 минут производят достичь почти полной активации.
После активации эти сплавы способны сорбировать газы, такие как водород, монооксид углерода и, прежде всего, азот уже при комнатной температуре, причем их свойства аналогичны свойствам известных сплавов в отношении сорбции водорода и лучше их в отношении сорбции монооксида углерода и азота. Обычно максимальная температура использования сплавов составляет примерно 500°С для того, чтобы не идти на риск ухудшения стабильности и функциональности устройств, в которых содержатся такие сплавы. Оптимальные рабочие температуры таких сплавов зависят от конкретных условий; например, в случае их применения в межстеночном пространстве для теплоизоляции рабочая температура определяется температурой самой теплой стенки межстеночного пространства, в случае "маховиков" рабочей температурой является комнатная температура, а при очистке газов рабочая температура обычно находится примерно между 300 и 400°С.
В случае водорода для всех известных NEG-материалов сорбция является обратимой, так что характеристики сорбции оцениваются в виде равновесного давления водорода над сплавом как функции температуры и количества сорбированного водорода. С этой точки зрения сорбция водорода сплавами согласно данному изобретению является очень хорошей и аналогична сорбции упомянутого выше сплава St 707, который является наиболее широко используемым геттерным сплавом. При этом сплав согласно данному изобретению имеет сорбционную емкость при комнатной температуре, в 15 раз большую по азоту и в 10 раз большую по СО по сравнению со сплавом St 707 в тех же условиях.
Как уже упоминалось, виды геттерных устройств, которые можно изготовить, используя сплавы согласно данному изобретению, могут быть весьма разнообразными, включая, например, таблетки, сформированные только из порошков геттерного сплава, или из таких сплавов на подложке, обычно металлической. В обоих случаях уплотнение порошков можно проводить путем прессования или путем прессования с последующим спеканием. Таблетки, изготовленные только из прессованных порошков, находят применение, например, для теплоизоляции и для очистки газов. В тех случаях, когда порошки наносят на подложку, в качестве материала подложки можно использовать сталь, никель или никелевые сплавы. Подложка может быть выполнена просто в виде ленты, к поверхности которой прикреплены порошки сплава посредством холодной прокатки или посредством спекания после нанесения различными методами. Геттерные устройства, полученные из подобных лент, могут использоваться в лампах. Подложка может быть выполнена также в виде подходящего контейнера, имеющего различные формы, в котором порошки обычно закреплены путем прессования или в некоторых устройствах даже без прессования, т.е. там, где контейнер снабжен пористой мембраной, проницаемой для газов, но способной удерживать порошки. Последняя конфигурация является особенно подходящей для применения в "маховиках", где к геттерному сплаву можно добавить поглощающее влагу вещество, такое как оксид кальция. Некоторые из таких возможностей представлены на фигурах 1-5, где на фигуре 1 показана таблетка 10, изготовленная только из прессованных порошков NEG-сплава согласно данному изобретению. На фигуре 2 представлено NEG-устройство 20, имеющее форму, особенно подходящую для применения в лампах, полученное разрезанием по параллельным линиям, расположенным под прямым углом (ортогонально) к продольному направлению ленты 21, сформированной из металлической подложки 22, на которой находится порошок 23 сплава согласно данному изобретению; устройство типа 20 получают разрезанием ленты по пунктирной линии А-А'. На фигуре 3 показано в разрезе устройство 30, образованное открытым сверху металлическим контейнером 31, в котором находится порошок 32 NEG-сплава. Фигура 4 показывает в разрезе устройство 40, образованное металлическим контейнером 41, имеющим сверху отверстие, закрытое пористой мембраной 43, в котором находится порошок 42 NEG-сплава. Наконец, фигура 5 показывает устройство 50, аналогичное устройству на предыдущем чертеже и особенно подходящее для применения в "маховиках", в котором находится порошок NEG-сплава 51 согласно данному изобретению и порошок поглощающего влагу вещества 52.
Изобретение далее будет иллюстрироваться следующими примерами. Эти не ограничивающие изобретение примеры показывают некоторые варианты осуществления изобретения, которые предназначены для того, чтобы продемонстрировать специалистам в данной области, как применить изобретение на практике, и представить лучший из рассматриваемых способов осуществления изобретения.
ПРИМЕР 1
Данный пример относится к получению сплава согласно настоящему изобретению. 100 г сплава, имеющего состав Zr 70% - V 15% - Fe 3,3% - Mn 8,7% - MM 3%, получали плавлением в индукционной печи в количественных соотношениях, соответствующих указанному составу, Zr, Mn, MM и промышленного сплава V-Fe, содержащего примерно 81,5% по массе ванадия. Использованный мишметалл имел следующий состав: 50% церия, 30% лантана, 15% неодима, а остальные 5% - другие лантаноиды. Слиток полученного сплава размалывали в атмосфере аргона в шаровой мельнице, и порошок просеивали через сито так, чтобы получить фракцию с размером частиц 40-128 мкм.
ПРИМЕР 2
Данный пример относится к получению второго сплава согласно изобретению. Повторяли эксперимент из примера 1, но брали другие исходные количества Zr, Mn, MM и сплава V-Fe так, чтобы получить сплав, имеющий состав Zr 69% - V 2,6% - Fe 0,6% - Mn 24,8% - MM 3%.
ПРИМЕР 3 (СРАВНИТЕЛЬНЫЙ)
Данный пример относится к получению слава, известного в данной области техники и который используется в последующих примерах; этот сплав взят для сравнения, потому что он представляет собой NEG-материал, который чаще всего применяют в таких областях, как теплоизоляция и очистка газов. 100 г сплава St 707 получали по той же методике, как описано в примере 1, используя Zr и сплав V-Fe в соотношениях, соответствующих желаемому составу.
ПРИМЕР 4
Данный пример относится к измерению характеристик сорбции азота сплавом согласно изобретению. 0,2 г Порошка, полученного в примере 1, активировали при 500°С в течение 10 минут и затем помещали в камеру для измерений. Испытание на сорбцию азота проводили по методике, описанной в стандарте ASTM F 798-82, при комнатной температуре и при давлении азота 4×10-6 мбар. Результаты испытания представлены графически в виде кривой 1 на фигуре 6, показывающей скорость сорбции (обозначаемую S и измеряемую в см3 сорбированного газа в секунду на грамм сплава) в зависимости от количества сорбированного газа (обозначаемого Q и измеряемого в см3 газа, умноженных на давление при измерении в мбар и отнесенных к грамму сплава).
ПРИМЕР 5
Повторяли испытание из примера 4, используя 0,2 г порошка из примера 2. Результаты испытания представлены графически в виде кривой 2 на фигуре 6.
ПРИМЕР 6 (СРАВНИТЕЛЬНЫЙ)
Повторяли испытание из примера 4, используя 0,2 г порошка из примера 3. Результаты испытания представлены графически в виде кривой 3 на фигуре 6.
ПРИМЕР 7
Повторяли испытание из примера 4, но в качестве испытываемого газа использовали СО, так как он является одним из газов, который чаще всего содержится в откачанных объемах, таких как пространство между стенками для теплоизоляции. Результаты испытания представлены графически в виде кривой 4 на фигуре 7.
ПРИМЕР 8
Повторяли испытание из примера 7, используя 0,2 г порошка из примера 2. Результаты испытания представлены графически в виде кривой 5 на фигуре 7.
ПРИМЕР 9 (СРАВНИТЕЛЬНЫЙ)
Повторяли испытание из примера 7, используя 0,2 г порошка из примера 3. Результаты испытания представлены графически в виде кривой 6 на фигуре 7.
ПРИМЕР 10
Повторяли испытание из примера 4, но в качестве испытываемого газа использовали водород. Водород наряду с СО является одним из газов, присутствующих в наибольших количествах в откачанных объемах. Результаты испытаний представлены графически в виде кривой 7 на фигуре 8.
ПРИМЕР 11
Повторяли испытание из примера 10, используя 0,2 г порошка из примера 2. Результаты испытания представлены графически в виде кривой 8 на фигуре 8.
ПРИМЕР 12 (СРАВНИТЕЛЬНЫЙ)
Повторяли испытание из примера 10, используя 0,2 г порошка из примера 3. Результаты испытания представлены графически в виде кривой 9 на фигуре 8.
ПРИМЕР 13
Повторяли испытание из примера 4, но в этом случае во время испытания выдерживали образец при температуре 300°С. Результаты испытания представлены графически в виде кривой 10 на фигуре 9.
ПРИМЕР 14 (СРАВНИТЕЛЬНЫЙ)
Повторяли испытание из примера 13, используя 0,2 г порошка из примера 3. Результаты испытания представлены графически в виде кривой 11 на фигуре 9.
ПРИМЕР 15
Повторяли испытание из примера 4, используя в этом случае вместо порошков таблетку высотой 2 мм и диаметром 4 мм с массой примерно 125 мг, изготовленную из порошка, полученного, как описано в примере 1. Результаты испытания представлены графически в виде кривой 12 на фигуре 10.
ПРИМЕР 16 (СРАВНИТЕЛЬНЫЙ)
Повторяли испытание из примера 15, используя таблетку из порошка согласно примеру 3, имеющую тот же самый размер, как таблетка из примера 15. Результаты испытания представлены графически в виде кривой 13 на фигуре 10.
ПРИМЕР 17
Повторяли испытание из примера 15, используя на этот раз СО в качестве испытываемого газа. Результаты испытания представлены графически в виде кривой 14 на фигуре 11.
ПРИМЕР 18 (СРАВНИТЕЛЬНЫЙ)
Повторяли испытание из примера 17, используя таблетку из порошка согласно примеру 3, имеющую тот же размер, как таблетка примера 17. Результаты испытания представлены графически в виде кривой 15 на фигуре 11.
Особенно важным фактором для оценки NEG-сплава с точки зрения практического применения, прежде всего, если предполагается его работа при комнатной температуре, является сорбционная емкость при некоторой определенной скорости сорбции. На самом деле, при обычных применениях NEG-сплавов их теоретическая сорбционная емкость, которая определяется из стехиометрии окончания реакции между металлами, входящими в состав сплава, и сорбированными газами, никогда не достигается, и обычно является также то, что чем ниже рабочая температура, тем меньше степень протекания указанной реакции. Поэтому, с практической точки зрения, принимают за сорбционную емкость геттерного сплава ту емкость, при которой скорость сорбции снизилась от начальной величины до минимальной величины, приемлемой для применения; кроме того, принимают, что эта минимальная величина равна скорости, с которой газы проникают внутрь откачанного объема вследствие выделения со стенок или проникновения через стенки; в случае применения для очистки газов указанная минимальная величина должна быть по меньшей мере равна потоку примесей, который достигает сплава. Эти практические условия гарантируют, что геттерный сплав будет способен полностью абсорбировать то количество газообразных примесей, с которыми он контактирует. Анализируя результаты испытаний, можно отметить, что у сплавов согласно данному изобретению газосорбционные свойства лучше, чем у сплава St 707; в частности, сорбционная емкость по азоту при комнатной температуре примерно в 5-15 раз выше, чем у сплава St 707 в случае рыхлых порошков (фиг.6) и примерно в 3-5 раз выше в случае таблеток (фиг.10); емкость по СО при комнатной температуре примерно в 3-5 раз больше, чем у сплава St 707 в случае рыхлых порошков (фиг.7) и примерно в 6-10 раз больше в случае таблеток (фиг.11); емкость по водороду порошкообразных сплавов согласно изобретению не хуже или даже лучше, чем емкость сплава St 707 при комнатной температуре (фиг.6); наконец, даже при 300°С порошки сплава согласно изобретению показывают более высокие сорбционные емкости по азоту, чем порошки сплава St 707 (фиг.9).
Claims (15)
1. Неиспаряемый геттерный сплав, имеющий высокую сорбцию газов, особенно азота, содержащий цирконий, ванадий и железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит марганец и по меньшей мере один элемент, выбранный среди иттрия, лантана, лантаноидов и любой их смеси, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
2. Неиспаряемый геттерный сплав по п.1, отличающийся тем, что содержание циркония в сплаве составляет от 65 до 75 мас.%.
3. Неиспаряемый геттерный сплав по п.1, отличающийся тем, что содержание циркония в сплаве составляет от 67 до 70 мас.%.
4. Неиспаряемый геттерный сплав по п.1, отличающийся тем, что содержание ванадия в сплаве составляет от 2,5 до 15 мас.%.
5. Неиспаряемый геттерный сплав по п.1, отличающийся тем, что содержание марганца в сплаве составляет от 5 до 25 мас.%.
6. Неиспаряемый геттерный сплав по п.1, отличающийся тем, что массовое соотношение железа и ванадия находится в диапазоне от 1:5 до 1:4.
7. Неиспаряемый геттерный сплав по п.1, отличающийся тем, что упомянутая смесь представляет собой мишметалл и сплав имеет следующий состав, мас.%:
8. Неиспаряемый геттерный сплав по п.1, отличающийся тем, что упомянутая смесь представляет собой мишметалл и сплав имеет следующий состав, мас.%:
9. Геттерное устройство, содержащее геттерный порошковый материал, отличающееся тем, что упомянутый геттерный порошковый материал представляет собой порошок неиспаряемого геттерного сплава по п.1.
10. Геттерное устройство по п.9, отличающееся тем, что размер частиц порошка геттерного сплава составляет менее 250 мкм.
11. Геттерное устройство по п.9, отличающееся тем, что размер частиц порошка геттерного сплава составляет от 40 до 125 мкм.
12. Геттерное устройство по п.9, отличающееся тем, что устройство выполнено в виде таблетки.
13. Геттерное устройство по п.9, отличающееся тем, что устройство получено разрезанием по параллельным линиям, расположенным под прямым углом к продольному направлению ленты из металлической подложки с нанесенным на нее порошком геттерного сплава.
14. Геттерное устройство по п.9, отличающееся тем, что устройство выполнено в виде открытого сверху металлического контейнера с находящимся в нем порошком геттерного сплава.
15. Геттерное устройство по п.9, отличающееся тем, что устройство выполнено в виде металлического контейнера с отверстием сверху, закрытым пористой мембраной, и с находящимся внутри порошком геттерного сплава.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ITMI2000A001200 | 2000-05-30 | ||
IT2000MI001200A IT1317951B1 (it) | 2000-05-30 | 2000-05-30 | Leghe getter non evaporabili |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002105025A RU2002105025A (ru) | 2003-08-20 |
RU2260069C2 true RU2260069C2 (ru) | 2005-09-10 |
Family
ID=11445152
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002105025/02A RU2260069C2 (ru) | 2000-05-30 | 2001-05-28 | Неиспаряемые геттерные сплавы |
Country Status (23)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6521014B2 (ru) |
EP (1) | EP1285100B1 (ru) |
JP (1) | JP3917514B2 (ru) |
KR (1) | KR100697436B1 (ru) |
CN (1) | CN1138865C (ru) |
AT (1) | ATE275645T1 (ru) |
AU (1) | AU7447401A (ru) |
BR (1) | BR0105182B1 (ru) |
CA (1) | CA2380469C (ru) |
CZ (1) | CZ2002379A3 (ru) |
DE (1) | DE60105412T2 (ru) |
DK (1) | DK1285100T3 (ru) |
ES (1) | ES2227211T3 (ru) |
HK (1) | HK1049684B (ru) |
HU (1) | HUP0202352A2 (ru) |
IT (1) | IT1317951B1 (ru) |
MX (1) | MXPA02001096A (ru) |
PT (1) | PT1285100E (ru) |
RU (1) | RU2260069C2 (ru) |
TR (1) | TR200402752T4 (ru) |
TW (1) | TW574055B (ru) |
UA (1) | UA73127C2 (ru) |
WO (1) | WO2001092590A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2670511C2 (ru) * | 2013-11-20 | 2018-10-23 | Саес Геттерс С.П.А. | Неиспаряемые геттерные сплавы, особенно подходящие для сорбции водорода и монооксида углерода |
Families Citing this family (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000075950A1 (en) * | 1999-06-02 | 2000-12-14 | Saes Getters S.P.A. | Composite materials capable of hydrogen sorption independently from activating treatments and methods for the production thereof |
WO2002089174A2 (en) * | 2001-05-01 | 2002-11-07 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Discharge lamp |
US7001535B2 (en) * | 2002-05-10 | 2006-02-21 | Sandia National Laboratories | Polymer formulation for removing hydrogen and liquid water from an enclosed space |
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 |
TWI245308B (en) * | 2002-09-13 | 2005-12-11 | Getters Spa | Non-evaporable getter compositions which can be reactivated at low temperature after exposure to reactive gases at a higher temperature |
US7553355B2 (en) * | 2003-06-23 | 2009-06-30 | Matheson Tri-Gas | Methods and materials for the reduction and control of moisture and oxygen in OLED devices |
ITMI20032208A1 (it) * | 2003-11-14 | 2005-05-15 | Getters Spa | Catodo con getter integrato e bassa funzione lavoro per lampade a catodo freddo. |
JP4718489B2 (ja) * | 2004-01-05 | 2011-07-06 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | コンパクト高圧放電ランプ及びその製造方法 |
US20060006789A1 (en) * | 2004-07-08 | 2006-01-12 | Shigeo Itoh | Electron-beam excited light-emitting devices |
KR100641301B1 (ko) * | 2004-09-15 | 2006-11-02 | 주식회사 세종소재 | 겟터 겸용 수은 보충재 |
ITMI20042271A1 (it) * | 2004-11-23 | 2005-02-23 | Getters Spa | Leghe getter non evaporabili per assorbimento di idrogeno |
US8211202B2 (en) | 2005-01-14 | 2012-07-03 | Panasonic Corporation | Gas-absorbing substance, gas-absorbing alloy and gas-absorbing material |
ITMI20050281A1 (it) * | 2005-02-23 | 2006-08-24 | Getters Spa | Lampada a scarica ad alta pressione miniaturizzata contenente un dispositivo getter |
JP4807552B2 (ja) | 2005-04-27 | 2011-11-02 | パナソニック株式会社 | 吸着材 |
CN1873891A (zh) * | 2005-06-03 | 2006-12-06 | 清华大学 | 真空器件、其制造方法以及吸气装置 |
CN1300502C (zh) * | 2005-06-06 | 2007-02-14 | 朱雷 | 用于真空隔热板的吸气装置 |
CN1877780B (zh) * | 2005-06-10 | 2011-09-28 | 清华大学 | 真空显示器及其制造方法 |
ITMI20060361A1 (it) * | 2006-02-28 | 2007-09-01 | Getters Spa | Assorbimento di idrogeno mediante l'impiego di leghe getter non evaporabili metodo ed applicazioni |
US7859350B1 (en) | 2009-04-28 | 2010-12-28 | Sandia Corporation | Microfabricated ion frequency standard |
US9095805B2 (en) | 2010-12-15 | 2015-08-04 | Reactive Metals Ltd. | Sorption apparatuses for the production of pure gases |
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 |
ITMI20111987A1 (it) | 2011-11-03 | 2013-05-04 | Getters Spa | Getters compositi perfezionati |
KR101859234B1 (ko) | 2012-04-30 | 2018-05-18 | 주식회사 케이씨씨 | 진공단열재용 복합 게터 및 이를 포함하는 진공단열재 |
ITMI20122092A1 (it) | 2012-12-10 | 2014-06-11 | Getters Spa | Leghe getter non evaporabili riattivabili dopo l'esposizione a gas reattivi |
WO2016141465A1 (en) * | 2015-03-06 | 2016-09-15 | Mécanique Analytique Inc. | Methods and systems for managing gas purification |
CN108149069A (zh) * | 2016-12-02 | 2018-06-12 | 北京有色金属研究总院 | 一种吸气合金材料及其应用 |
CN111621671B (zh) * | 2020-06-18 | 2022-03-15 | 南京哲玺太电子科技有限公司 | 锆系非蒸散型吸气剂及其制备方法与应用 |
CN112410614A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-02-26 | 北京赛博泰科科技有限公司 | 一种非蒸散型低温激活锆基吸气合金及其制备方法 |
CN113699425B (zh) * | 2021-08-31 | 2022-07-15 | 中国科学技术大学 | 非蒸散型四元Ti-Zr-V-Cu真空吸气剂薄膜及其制备方法 |
CN114574721B (zh) * | 2022-03-01 | 2022-12-13 | 秦皇岛江龙吸气材料有限公司 | 多元非蒸散型低温激活吸气剂及其制造工艺 |
CN115341120A (zh) * | 2022-07-06 | 2022-11-15 | 上海大学 | 一种非蒸散型低温激活锆基吸气剂合金及其制备方法 |
WO2024028240A1 (en) | 2022-08-01 | 2024-02-08 | Saes Getters S.P.A. | Snap-on getter pump assembly and its use |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
US4996002A (en) * | 1987-11-30 | 1991-02-26 | Ergenics, Inc. | Tough and porus getters manufactured by means of hydrogen pulverization |
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 |
US5456740A (en) * | 1994-06-22 | 1995-10-10 | Millipore Corporation | High-efficiency metal membrane getter element and process for making |
IT1290451B1 (it) * | 1997-04-03 | 1998-12-03 | Getters Spa | Leghe getter non evaporabili |
IT1297013B1 (it) * | 1997-12-23 | 1999-08-03 | Getters Spa | Sistema getter per la purificazione dell'atmosfera di lavoro nei processi di deposizione fisica da vapore |
-
2000
- 2000-05-30 IT IT2000MI001200A patent/IT1317951B1/it active
-
2001
- 2001-05-15 TW TW090111588A patent/TW574055B/zh not_active IP Right Cessation
- 2001-05-28 WO PCT/IT2001/000269 patent/WO2001092590A1/en active IP Right Grant
- 2001-05-28 AU AU74474/01A patent/AU7447401A/en not_active Abandoned
- 2001-05-28 DK DK01940988T patent/DK1285100T3/da active
- 2001-05-28 UA UA2002010286A patent/UA73127C2/uk unknown
- 2001-05-28 CA CA002380469A patent/CA2380469C/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-28 US US10/031,908 patent/US6521014B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-28 AT AT01940988T patent/ATE275645T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-05-28 PT PT01940988T patent/PT1285100E/pt unknown
- 2001-05-28 CN CNB018015107A patent/CN1138865C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-28 JP JP2002500780A patent/JP3917514B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-28 TR TR2004/02752T patent/TR200402752T4/xx unknown
- 2001-05-28 HU HU0202352A patent/HUP0202352A2/hu unknown
- 2001-05-28 MX MXPA02001096A patent/MXPA02001096A/es active IP Right Grant
- 2001-05-28 BR BRPI0105182-2A patent/BR0105182B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2001-05-28 DE DE60105412T patent/DE60105412T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-28 CZ CZ2002379A patent/CZ2002379A3/cs unknown
- 2001-05-28 RU RU2002105025/02A patent/RU2260069C2/ru active
- 2001-05-28 EP EP01940988A patent/EP1285100B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-28 ES ES01940988T patent/ES2227211T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-28 KR KR1020027001261A patent/KR100697436B1/ko active IP Right Grant
-
2003
- 2003-03-14 HK HK03101843.4A patent/HK1049684B/zh not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2670511C2 (ru) * | 2013-11-20 | 2018-10-23 | Саес Геттерс С.П.А. | Неиспаряемые геттерные сплавы, особенно подходящие для сорбции водорода и монооксида углерода |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ATE275645T1 (de) | 2004-09-15 |
DE60105412D1 (de) | 2004-10-14 |
HK1049684A1 (en) | 2003-05-23 |
WO2001092590A1 (en) | 2001-12-06 |
CZ2002379A3 (cs) | 2003-01-15 |
ITMI20001200A0 (it) | 2000-05-30 |
BR0105182A (pt) | 2002-05-07 |
HK1049684B (zh) | 2004-06-25 |
ITMI20001200A1 (it) | 2001-11-30 |
KR20020019592A (ko) | 2002-03-12 |
US20030007883A1 (en) | 2003-01-09 |
IT1317951B1 (it) | 2003-07-21 |
TR200402752T4 (tr) | 2004-11-22 |
EP1285100A1 (en) | 2003-02-26 |
EP1285100B1 (en) | 2004-09-08 |
BR0105182B1 (pt) | 2008-11-18 |
MXPA02001096A (es) | 2002-08-20 |
JP2003535218A (ja) | 2003-11-25 |
DK1285100T3 (da) | 2005-01-17 |
CA2380469C (en) | 2007-12-18 |
TW574055B (en) | 2004-02-01 |
UA73127C2 (en) | 2005-06-15 |
JP3917514B2 (ja) | 2007-05-23 |
CN1380907A (zh) | 2002-11-20 |
US6521014B2 (en) | 2003-02-18 |
PT1285100E (pt) | 2004-11-30 |
ES2227211T3 (es) | 2005-04-01 |
HUP0202352A2 (hu) | 2002-11-28 |
CA2380469A1 (en) | 2001-12-06 |
AU7447401A (en) | 2001-12-11 |
KR100697436B1 (ko) | 2007-03-20 |
CN1138865C (zh) | 2004-02-18 |
DE60105412T2 (de) | 2005-09-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2260069C2 (ru) | Неиспаряемые геттерные сплавы | |
RU2146722C1 (ru) | Неиспаряющийся газопоглотительный сплав и устройство, содержащее такой сплав | |
EP1817439B1 (en) | Non-evaporable getter alloys for hydrogen sorption | |
RU2670511C2 (ru) | Неиспаряемые геттерные сплавы, особенно подходящие для сорбции водорода и монооксида углерода | |
US7858024B2 (en) | Non-evaporable getter alloys based on yttrium for hydrogen sorption | |
KR20140137466A (ko) | 수소 및 질소 흡착에 특히 적절한 비-증발형 게터 합금 | |
ES2735827T3 (es) | Aleaciones getter no evaporables particularmente adecuadas para la sorción de hidrógeno y monóxido de carbono | |
JP5061289B2 (ja) | 気体吸着性物質および気体吸着材 |