吸氣劑

吸氣劑

吸氣劑,也稱消氣劑,英文名getter,是用來獲得、維持真空以及純化氣體等,能有效地吸著某些(種)氣體分子的製劑或裝置的通稱。有粉狀、碟狀、帶狀、管狀、環狀、杯狀等多種形式。

概念

吸氣劑,也稱消氣劑,英文名getter,是用來獲得、維持真空以及純化氣體等,能有效地吸著某些(種)氣體分子的製劑或裝置的通稱。有粉狀、碟狀、帶狀、管狀、環狀、杯狀等多種形式。

主要作用

吸氣劑大量套用於真空電子器件中,為器件創造了良好的工作環境,穩定了器件的特性參量,對器件的性能及使用壽命有重要的影響:
①短時間內提高真空器件的真空度(達10-4帕以上),在器件的排氣封離後和老煉過程中消除殘餘的和重新釋放的氣體,有利於縮短排氣時間;
②在器件的儲存和工作期間維持一定的真空度;
③吸收器件在啟動和反常工作時的突發性放氣,有效地保護陰極等敏感元件。

吸氣劑的分類

①蒸散型吸氣劑,也稱為擴散型或閃燒型:
需要對吸氣金屬加熱後蒸散出來形成吸氣薄膜。以鋇、鍶、鎂、鈣為主體材料,典型蒸散型吸氣劑常用的有鋇鋁鎳吸氣劑和摻氮吸氣劑。鋇鋁鎳吸氣劑廣泛用於各類功率發射管、振盪管、攝像管、顯像管、太陽能集熱管等器件中。一些顯像管中使用的是滲氮的鋇鋁吸氣劑,它在蒸散放熱反應中放出大量的氮氣,在大量鋇蒸散時由於與氮分子的碰撞,使吸氣劑鋇膜不致附著在屏面或蔭罩上面而是集聚在管頸周,不但吸氣性能好,還提高了屏的亮度。
②非蒸散型吸氣劑:
不需要把吸氣金屬蒸散出來,通過對吸氣金屬表面激活使其具有吸氣能力而是。目前常以鋯為主體。是體積型的吸氣劑(塗層型),它分為單質體積型、合金體積型、大比表面積型三種。它們適於套用在不能使用膜吸氣的場合。例如:器件體積很小,無合適的蒸散沉膜表面,怕漏電和怕引入寄生電容的器件以及工作溫度高的器件等均不能用蒸散型吸氣劑。一般把它製成片狀或帶狀,廣泛用於功率管、磁控管、真空繼電器、氣體雷射器、吸氣泵、真空保溫容器、X光管、圖象轉換器、攝像管、磁控管、靜電懸浮陀螺儀、心臟起搏器等裝置中。典型非蒸散型吸氣劑常用的有:鋯鋁16、鋯釩鐵和鋯石墨等。
③複合型吸氣劑:由蒸散型與非蒸散型吸氣劑混合在一起的。如釋放汞的吸氣劑,它既能釋放出汞金屬,又能吸氣的,這種吸氣劑就稱為複合型吸氣劑。典型複合型吸氣劑還有鹼金屬釋放劑(鹼源)。
四、吸氣劑的吸氣機理
蒸散型吸氣劑吸氣過程有三個主要作用因素:蒸散吸氣、表面吸附和內部擴散,三者之間的關係:首先是蒸散吸氣,表面吸附孕育著擴散因素,內部擴散必須以表面吸附為前提。非散型吸氣劑的吸所過程:表面吸附,內部擴散。
①蒸散吸氣:
在受熱蒸散時,飛濺出來的鋇原子與管內空間的氣體分子相碰撞,在碰撞過程中有的鋇原子僅僅改變其蒸散方向,有的則與氣體分子起化學作用,產生相應的化合物,並且沉積在管殼內表面上。結果管內空間的氣體濃度減少了,殘餘氣體大部分被吸收了。
②表面吸附:
當氣體分子碰撞固體表面時,它可能被彈回,也可能被吸附,被吸附的分子可能被吸附得很牢,也可能只被很微弱的力所束縛。
(1)范德華力:物理吸附
(2)剩餘價力:化學吸收
③內部擴散:
表面吸附的氣體,具有較大的表面遷移率,它可以迅速地在整個表面上擴散開來。隨著表面擴散的進行,在一定的條件下,表面吸附的氣體將進一步向吸氣金屬內部進行體擴散。體擴散的形式有:
(1)深入金屬表面凹陷或損傷部位;
(2)浸入晶界之間;
(3)擴散到結晶本身的缺陷之中;
(4)和金屬化合成金屬間化合物;
(5)和金屬形成固溶體。

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