Способ изготовления газопоглотителя Советский патент 1983 года по МПК H01J7/18 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГАЗОПОГЛОТИТЕЛЯ

1

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для изготовления нераспыляемых газопоглотителей пористого типа, используемых в электровакуумных приборах..

Известен способ изготовления нераспы- 5 ляемого газопоглотителя заключающийся в спекании свободно насыпанного титанового порошка 1.

Недостатком такого газопоглотителя является быстрый спад скорости поглощения Q кислородсодержащих газов по мере увеличения количества поглощенного газа при нормальной температуре. Это объясняется тем, что рабочее тело газопоглотителя содержит только микропоры, средний радиус которых не более 5 мкм, что затрудняет 5 существование молекулярного потока сорбируемого газа в таких каналах.

Наиболее близким к предлагаемому по техническому рещению является способ изготовления газопоглотителя, заключающий- 20 ся в использовании пористых циркониевых гранул. По этому способу процесс изготовления газопоглотителя заключается в прес-. совании порощка циркония, спекании в вакууме полученной заготовки и ее дроблении, отборе гранул нужной фракции (30- 500 мкм), заключении гранул в перфорированный контейнер.

В газопоглотителе пористые гранулы имеют систему микропор, а между гранулами образуются макропоры, средний диаметр . которых в десятки-сотни раз превышает средний диаметр микропор между частицами порошка в самой грануле. При этом подача газа к глубинным частицам порошка определяется молекулярным потоком в макропорах, проводимость которых в сотни раз больше, чем проводимость микропор. При нормальной температуре такой газопоглотитель обладает большей сорбционной активностью.

Недостатком известного газопоглотителя является низкая механическая прочность, так как гранулы при вибрации прибора трутся между собой, в результате чего образуются частицы порощка (пыль), которые через отверстия в контейнере попадают в рабочий объем прибора и снижают его качество. Кроме того, перфорированный контейнер, который своими сплошными участками закрывает часть рабочего тела газопоглотителя, уменьшает доступ газа к поверхности газопоглотителя и тем самым снижает скорость поглощения разреженных газов. Цель изобретения - увеличение механической прочности и сорбционной способности газопоглотителя. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления газопоглотителя, включающем прессование порошка тугоплавкого металла, спекание полученной заготовки в вакууме, ее дробление, отбор гранул определенного размера, помещение гранул в контейнер, в качестве тугоплавкого металла используют титан, производят отбор гранул размером 60-300 мкм, гранулы в контейнере подвергают спеканию в вакууме при 950-1000°С в течение 60-80 мин с последующим удалением контейнера. Экспериментально установлено, что при использовании титановых пористых гранул размеров 60-300 мкм их спекание происходит при 950-1000°С и выдержке 60-80 минут. Механическая прочность газопоглотителя увеличивается за счет того, что гранулы спекаются между собой по точкам контакта и лишаются свободы передвижения относительно друг друга. Следовательно, такой газопоглотитель уже не нуждается в контейнере, отсутствие которого увеличивает доступ газа к поверхности газопоглотителя и тем самым его сорбционная способность (скорость и емкость поглощения газов) увеличивается. Указанный выше режим спекания определяется тем, что при большей температуре (более 1000°С) или при выдержке более 80 мин, сильно уменьшается микропористость геттерной массы и она становится неактивной. Если же параметры режима спекания уменьшены (температура 950°С, вре.мя выдержки 60 мин), то гранулы спекаются слабо и механическая прочность газопоглотителя недостаточна.

Газопоглотитель

Прототип Предлагаемый

Таким образом, использование газопоглотителя, изготовленного по предлагаемому способу позволяет повысить качество высоковольтных приборов за счет отсутствия свободных частиц в объеме, которые являются причиной межэлектродных пробоев, повысить вакуум в приборе и тем самым увёСкорость поглощения, см /ССм ( К, газ СО, РСО 5 10 Па, величина сорбции - 5 л-Па/см)

250 500

ЛИТЬ срок службы катода и всего прибора в целом.

В сравнении с базовым объектом (газопоглотителем) изготовляемы.м спеканием свободно насыпанного порошка титана (ОСТ 11054.262-79), предлагаемый способ изготовления га-зопоглотителя позволяет В качестве материала гранулированного газопоглотителя применен титан, так как остальные тугоплавкие металлы IV а группы с газопоглотительными свойствами не подвергаются удовлетворительному спеканию при свободной засыпке гранул. Гранулы размером менее 60 мкм обладают малой величиной микропористости, которая обусловлена количеством частиц исходного порошка в грануле. Гранулы размером более 300 мкм снижают механическую прочность спеченного газопоглотителя. Пример. Прессуют порошок титана (размер фракции 5-20 мкм). Прессование производят под давлением 1-3 т/см. Затем производят спекание полученной заготовки в вакууме при 800°С в течение 30 мин (данные режимы прессования и спекания являются обычными при изготовлении пористых прессованных газопоглотителей). Полученную заготовку дробят и производят отбор фракции пределах 60-300 мкм. Затем полученные гранулы заключают в контейнер и производят спекание в вакууме при 950- 1000°С в течение 60-80 мин. При данной температуре и времени спекания механическая прочность газопоглотителя является удовлетворительной. Под удовлетворительной механической прочностью подразумевается отсутствие свободных частиц в испытательной колбе с закрепленным в ней газапоглотителем, наличие которых определяют химическим способом после воздействия на колбу вибраций (ускорение 5д, диапазон частот 1-2000 Гц, время 90 мин) и ударных нагрузок (ускорение 40д , количество ударов 10.ЮО). При испытании прототипа свободные частицы появляются уже после нескольких минут воздействия вибрации. В таблице приведены сравнительные данные, полученные при обследовании газопоглотителей, изготовленных по известному И предлагаемому способам.

получать газопоглотитель имеющий в два раза большую скорость и емкость поглощения остаточных газов при нормальной температуре. Применение предлагаемого газопоглотителя вместо базового позволяет уменьшить давление остаточных газов в два раза и тем самым увеличить срок службы высоковольтных металлокерамических приборов до 30 тыс. ч.

Формула изобретения

Способ изготовления газопоглотителя, включающий прессование порошка тугоплавкого металла, спекание полученной заготовки в вакууме, дробление, отбор гранул определенного размера, помещение гранул

в контейнер, отличающийся тем, , с целью увеличения механической прочности и сорбционной способности газопоглотителя, в качестве тугоплавкого металла используют титан, производят отбор гранул размером 60-300 мкм, гранулы в контейнере спекают при 950-1000°С в течение 60- 80 мин. после чего контейнер удаляют.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Остаточные газы в электронных лампах. М., «Энергия, 1967, с. (прототип).