Способ изготовления поглотителя водорода в вакууме Советский патент 1993 года по МПК C23C14/02 C23C14/06 

Изобретение относится к средствам очистки газовой среды герметичных объектов, в которых размещены приборы, чувствительные к воздействию вредных летучих примесей, а более конкретно к способам изготовления поглотителей, необратимо удаляющих водород из герметичных объектов.

Целью изобретения является расширение области применения изготавливаемого поглотителя водорода, т.е. расширение его способности поглощать водород не только в бескислородной среде, но и в присутствии кислорода.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе изготовления поглотителя водорода из пластины губчатого титана, подвергаемой температурной обработке с последующим удалением окисной пленки,

температурную обработку производят при температуре 1100°С в течение 10 мин, а удаление окисной пленки производят ионной очисткой поверхности титана, после чего наносят слой из палладия толщиной 2...5 мкм, причем все работы производят в вакууме ...5- мм рт.ст.

Достижимость поставленной цели обусловлена тем, что, во-первых, все операции производятся в глубоком вакууме и поэтому под слоем из палладия отсутствует даже мономолекулярная окисная пленка на титане, которая препятствует поглощению водорода титаном; во-вторых, слой из палладия обладает высоким коэффициентом водоро- допроницаемости и поэтому он выполняет функцию мембраны, которая пропускает только водород, не пропуская другие газы; и в третьих, энтропия взаимодействия водо00

го

v|

со

4D 00

рода с титаном приблизительно в два раза выше энтропии системы Pd-H, а согласно второму закону термодинамики: самопроизвольно могут протекать только процессы и реакции, з ходе которых энтропия возрастает, поэтому палладий будет передавать свой растворенный водород титану с последующим его поглощением титаном.

Таким образок изготовленный данным способом поглотитель в среде с кислородом будет поглощать водород за счет каталитического окисления водорода слоем палладия, а в среде без кислорода будет диффундировать через палладиевый слой и поглощаться титаном.

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями в данной области техники показывает, что в микроэлектронике используется ионная очистка поверхности металлов с нанесением покрытия из палладия для создания контактных площадок.

Порядок конкретного способа изготовления поглотителя водорода следующий;

образцы из титановой губки марки ВТ-1 закрепляют во вращательное устройство установки типа АИР-3 и камеру установки ва- куумируют до давления 10 ...5 10 мм рт.ст,;

расфокусированным пучком электронного луча нагревают образцы до температуры 1100°С и выдерживают при этой температуре 10 минут;

расфокусированными потоками металлической плазмы производят ионную очистку образцов;

непосредственно после ионной очистки наносят слой из палладия толщиной 2...5 мкм сфокусированной металлической плазмой.

Выполненный данным способом поглотитель поглощает водород как в кислород- ной, так и бескислородной среде. При этом по теоретическим расчетам при давлении водорода в одну атмосферу поглотитель в виде диска диаметром 2,5 см и толщиной 0,5 см в бескислородной среде может поглотить около 40 л водорода со скоростью поглощения до 1 л водорода в минуту.

Формула изобретения

Способ изготовления поглотителя водорода в вакууме из пластины губчатого титана, включающий температурную обработку пластины, удаление окисной пленки, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, температурную обработку проводят при 1100°С в течение 10 мин, удаление окисной пленки производят путем ионной очистки поверхности титана, после чего наносят слой палладия толщиной 2-5 мкм, причем температурную обработку, ионную очистку и нанесение слоя палладия осуществляют при давлении 1 - 5 мм рт.ст.

Использование: в качестве поглотителя водорода из герметичных объемов. Сущность изобретения: пластина губчатого титана подвергается температурной обработке при температуре 1100°С в течение 10 мин. Затем удаляют окисную пленку путем ионной очистки поверхности титана. После чего наносят слой палладия толщиной 2...5 мкм. Процесс изготовления поглотителя осуществляют в вакууме при 10 ...5x10 6 мм рт.ст. Изготовленный таким способом поглотитель поглощает водород как в бескислородной среде, так и в присутствии кислорода.