Способ активировки геттера Советский патент 1981 года по МПК H01K1/56 H01K3/22 H01J7/18 

(54) СПОСОБ АКТИВИРОВКИ ГЕТТЕРА

1

Изобретение относится к электротехнике, преимущественно к производству источников света, и может быть использовано при производстве ламп накаливания.

В современной электротехнической промышленности при производстве приборов и источников света для удаления вредных агрессивных примесей из рабочего объема ламп служат геттеры, в частности нераспыляемые. В качестве материалов для геттеров используют обычно вещества, эффективно взаимедействующие с кислородом, парами воды,

окислами углерода и некоторыми другими активными газами или поглощающие их. Поэтому при хранении такие геттеры подвергаются старению, т. е. поглощают вредные примесные газы, до их размещения в источниках света. Чтобы вернуть активность геттеру, его активируют при высоких температурах различных восстановительных средах, однако при этом геттер может насыщаться газом восстановительной среды и в дальнейшем выделять его в рабочий обьем лампы.

Известны способы активировки геттеров при высоких температурах в химически неактивных средах: высоком вакууме (10- Ti), аргоне, азоте и других. При этом активировку осуществляют резистивным нагревом, лазерным или электронным лучом, высокочастотным и низкочастотным полем и другими способами.

Наиболее близким к предлагаемому является способ активирОЕКИ геттеров в вакууме ( Т,) при 900-1100°С в течение нескольких минут, после чего их прогревают при 600-700°С в течение нескольких часов 1.

Однако для реализации данного способа требуется дорогостоящее вакуумное оборудование; кроме того, процесс активировки желательно проводить непосредственно в рабочем источнике света, при этом затрачивается много времени и создаются высокие температуры, что существенно усложняет технологический процесс изготовления источников света. Высокие температуры активировки геттера приводят к сращиванию его зерен и уменьшению эффективной поверхности геттера. Поэтому частично утрачиваются газопоглотительные свойства геттера. При производстве источников света, например ламп накаливания, активировка геттера в рабочем объеме технологически слож на, так как лампы на позиции находятся секунды и степень откачки достигает всего 5-10 -10-. Т. Поэтому активировку приходится проводить на специальной установ ке и после этого помещать геттер в рабочий объем источника света, однако в процессе заварки, например, ламп накаливания геттер разогревается и поверхность его быстро поглощает окружающие газовые примеси, что также приводит к снижению его поглотительных свойств. Цель изобретения - упрощение технологии активировки и повышение газопоглотительных свойств геттера. Поставленная цель достигается тем, что активировку геттера в химически неактивной среде осуществляют обработкой в среде сжиженных газов, например жидкого азота. Процесс активировки технологически прост, так как не требуется сложного оборудования для его осуществления (исключается операция вакуумной активировки на сложном вакуумном оборудовании). Улучшение газопоглотительных свойств геттера в процессе работы в реальном источнике света происходит потому, что при обработке глубоким холодом в среде сжиженных газов, например жидкого азота, за счет разницы коэффициентов термического расширения геттерного материала и покрывающей его пленки происходит растрескивание последней. В образовавшиеся поры и трещины проникает жидкий азот, и после его испарения поверхность геттера остается покрытой физически сорбированной пленкой азота. Образовавшийся азотный слой для геттера является защитным п при изготовлении источника света. В таком состоянии геттер может храниться при нормальных условиях длительное время. При нанесении геттера на конструкционные детали ламп и в последующих технологических операциях, особенно в процессе заварки и отжига ламп на карусели, идет частичное удаление азота из защитного слоя геттера, большая часть азота удаляется в процессе откачки и промывки ламп. В результате в готовом источнике света геттер находится в состоянии повышенной активности к поглощению вредных газовых примесей, так как удалившийся из пор, трещин и с поверхности азот дает доступ агрессивным газам рабочего объема источника света к поверхности геттера и к пленке нестехиометрических соединений, покрывающей основной материал геттера. Оставщийся связанный азот повышает газопоглотительные свойства по отношению к кислородным газовым примесям. Кроме того, при таком способе активировки не происходит спекс.ния геттера и эффективная поверхность геттера остается высокой, что также улучшает его газопоглотительные свойства. Пример. В сосуд Дьюара емкостью 1 л помещают 100 г циркониевого порошка-геттера, затем его заливают жидким азотом, после испарения жидкого азота процесс активировки прекращают и геттер готов к употреблению. Газопоглотительные свойства активированного геттера исследовались по сорбционной методе при использовании весов МакБека. Геттер был применен в лампах типа СМ, изготовленных в промыщленных услоВИЯХ. Результаты испытаний приведены в таблице. РеА, 308 ЛМ. На чертеже представлены изобары сорбции цирконием остаточной газовой среды. На чертеже видно, что газопоглощение циркония, обработанного в среде Жидкого азота (кривая 3), превосходит газопоглощение геттера, активированного в вакууме (кривая 2) и не прошедщего активировку (кривая 1). Результаты испытаний показывают, что срок службы ламп накаливания с цирко геттером, обработанным в среде жидкого азота, увеличивается; это связано с тем, что геттер, обработанный в жидком азоте, более эффективно поглощает вредные примеси из рабочего объема лампы. Предлагаемый способ активировки геттера при производстве источников света позволяет увеличить срок службы ламп накаливания в 1,5-2 раза, стабилизировать световый поток ламп; кроме того, простота активировки позволяет обходиться без высококвалифицированных кадров. Формула изобретения Способ активировки геттера путем обработки его в химически неактивной среде, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии активировки и повышения газопоглотительных свойств, в качестве указанной среды используют сжиженные газы, например жидкий азот. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Попов В. Ф. Нераспыляемые газопоглотители. Л., «Энергия, 1975. oSpajt a