Нераспыляемый газопоглотитель Советский патент 1984 года по МПК H01J7/18 

о

00

х

О5 05

со Изобретение относится к средствам для создания шш поддержания требуе мого вакуума нри немощи газогюглощения5 в частности к составам нераспыляемых газоноглотителей5 и может быть использовано в машиностроении приборостроении и радиотехнике, преимущественно в электроннсй промышленности, в частности в газоразрядны полупроводниковых и электровакуумных приборах. Известен нерасныляемьй газопогло титель, содержащий титан, цирконий, алюминий и тугоплавкий металл У гру пы периодической системы, в частности тантал Ci. Технологический процесс изготовл ния данного газопоглотителя отличае,тся повышенной пожара- и взрьшоопасностью вследствие наличия в его составе порошка циркония, обладающе высокой пирофорностью. Наиболее близким к предлагаемому является газопоглотитель, содержащий титан, гидрид титана и тугоплавкий металл групп периодической системы t2 . Благодаря исключению из состава газопоглотителя взрыво- и пожароопасного компонента - циркония ликвидируется взрывоопасность и сни жается пожароопасность всех техноло гических операций его изготовления, Однако в процессе спекания газо- поглотителей указанного состава происходит их усадка, обусловленная протеканием кристаллизационных процессов по поверхностям контакта частиц порошков титана и гидрида титан вследствие чего невозможно получить газопоглотители с удовлетворительной механической прочностью при запрессовке порошка газопоглотителя в держатели. Кроме того, сорбционные и механические свойства газопоглотителей обоих указанных составов не полностью удовлетворяют требованиям, пр едъявляемым к газопоглотителям для .применения в электровакуумных приборах с повьшенными требованиями по Нсщежности и долговечности, в частно сти в отношении сорбции различных газов при низких температурах (20500°С) и устойчивости к вибрационным воздействиям при частотах более 1000 Гц. 69 Цель изобретения - улучшение сорбЦ1 пятых и механических свойств нераспьитяемого газопоглотителя, Поставленная цель достигается тем, что нерасиьшяемый газопоглотитель, содержащий титан, гидрид титана и тугоплавкий металл У-Yl групп периодичес) системы, дополнительно содержит с.шюминий при следующем соотношении компонентов,, мас,%: 50-93 Гидрид титана 0,5-20 Тугоплавкий металл групп периодической 1,5-20 систег/ы Алюминий 5-20 При содержании в составе газопоглотителя тугоплавкого металла менее 1,5 мас.% в процессе спекания при повьш енных температурах (выше 800 С) происходит оплавление частиц и как следствие этого уменьшение пористости и активной поверхности, что привг)дит к сн1-1жению сорбционных свойств газопоглотителя, Увеличение содер ;ания тугоплавкого металла более 20 мас,% приводит к снижению сорбционных свойств газопоглотителя вследствие уменьшения в его составе количестЕ а активных составляющих . Наличие в составе газопоглотителя aлю fиния улучшает условия прессования за счет взаимодействия разнородных частиц с различной структурой поверхности и улучшает его физико-химические свойст1:а вследствие образования интерметаллических соединений с другими компонентами, обуславливающих его значительное упрочнение, в том числе при взаимодействия с держателями любых конструкций, В процессе спекания газопоглотителя предлагаемого состава имеет место частичное испарение алюминия, благодаря чему увеличивается его пористость и соответственно, повышаются сорбиди;онные свойства. Увеличение пористости газопоглотителей благодаря наличию в составе алюминия обуславливает их расширение и увеличение геометрических размеров в процессе спекания, что обеспечивает получение высокопрочных конструкций газопоглотителей при запрессовке активных составов в держатели любых конструкций. Содержание алюминия в составе газо поглотителя менее 3 мас.% является недостаточным для обеспечения равномерности его воздействия на физикохимические свойства материала по всему объему прессу, .ого и спекаемого тела. Увеличение количества алюминия более 20 мас,% приводит к ухудшению свойств газопоглотителя вследствие уменьшения количества активных состав ляющих. В таблице представлены сравнительные сорбционные характеристики предлагаемого и известного газопоглотителей. В качестве тугоплавкого металла используют молибден, тантал, вольфрам Составы изготавливают путем размешивания смеси порошков на валковой мельнице в течение 30 мин. Из получен ных смесей изготавливают образцы в виде таблеток диаметром 10 мм, запрес сованных в никелевые держатели. Изготовление производят методом прессования на гидравлических прессах в специальных стальных пресс-формах с последующим спеканием при давлении не Bbmje 5-10 мм рт.ст. при 900С в течение 30 мин. Оценку сорбционной способности газопоглотителей производят по суммар ному количеству воздуха, поглощенного в интервале температур от комнатной до 500 С, отнесенному к единице масс активного вещества или единице геометрической поверхности образца (QSOO лмкм/мг, лмкм/см ) , Из таблицы видно, что газопоглотители предлагаемых составов обладают высокими сорбционными свойствами, начиная от комнатной температуры. С ростом температуры сорбционные харак теристики растут. Предлагаемый газопоглотитель, охатывая диапазон рабочих температур 20 - , может быть использован; как в холодных приборах с нагрузками на электродах, так и в мощных приборах, где на газопоглотителе создается температура 1000 С, т.е. в приборах различных классов и назначений, а также в различных вакуумных системах. Газопоглотитель может быть изготовлен в различном конструктивном оформлении, в том числе с запрессовкой в держатель, т.е. в виде конструкции, наиболее удобной для монтажа и прогрева в приборе любым известным способом (токи высокой частоты, пропускание тока через газопоглотитель, теплопередача и т До) . Кроме того, предлагаемый газопоглотитель не содержит в своем составе компонентов, обуславливающих взрывои пожароопасность технологического процесса его изготовления, в частности циркония и его сплавов. Важным преимуществом предлагаемого газопоглотителя по сравнению с известным является улучшение его физико-механических характеристик, позволяющее изготавливать конструкции газопоглотителей с запрессовкой активного вещества в держатель, так как наличие алюминия обуславливает расширение и увеличение геометрических размеров при спекании запрессованного состава и его прочное сцепление с держателем. Такие конструкции применяются в приборах с повышенными требованиями к механическим и вибрационным воздействиям и выдерживают нагрузки 2000 Гц, 15 q.

Известный

НЕРАСПЬШЯЕМЫЙ ГАЗОПОГЛОТИТЕЛЬ, содержащий титан, гидрид титана и тугоплавкий металл У-У1 групп периодической системы, о тли ч ающ и и с я тем, что, с целью улучшения сорбционных и механических свойств газопоглотителя, он дополнительно содержит алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Титан50-93 Гидрид титана 0,5-20 Тугоплавкий металл У-У1 групп 1,5-20 периодической системы Алюминий5-20

0,046

0,043

1

20

8,5

0,083

15,4

23

8,5

0,089

17,7

Известный

Продолжение таблицы