Геттерный сплав

Геттерный сплав

Реферат

 

Изобретение относится к порошковой металлругии, в частности к геттерным сплавам, используемым для создания и поддержания высокого вакуума в различных устройствах. Сущность изобретения: предложенный геттерный сплав имеет следующий состав, мас.%: ванадий 20 - 35, кальций 0,1 -0,5, титан - остальное. 1 табл.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к составам нераспыляемых газопоглотителей (геттеров), и может быть использовано для создания и поддержания высокого вакуума в различных устройствах, например в оболочках топливных стержней установок ядерной энергетики, а также в электронно-вакуумных приборах. Известен геттерный сплав, содержащий, мас.%: V 20-35, Ca 0,1-0,5, Zr - остальное, предназначенный для работы в условиях вакуума. Недостатком этого сплава является его сравнительно невысокая удельная скорость сорбции по водороду, которая при температуре активирования 400^оС и температуре испытания 200^оС составляет 2,2 л/с см². Наиболее близким по составу к предлагаемому является сплав, описываемый формулой Ti (V_1-a-bFe_aAl_b)_xCr_yMn_z, где y=0-0,2, x + y 2, а = 0-0,4, b = 0-0,2, a + b 0,5, (1-a-b) x 1, z = 0-(2-x-y). Сплав используют для абсорбции вредных газов в вакуумных трубках и других вакуумных системах. Сплав обладает достаточно хорошими сорбционными свойствами. Сплав, имеющий состав, мас.%: Ti 43,5; V 56,7 (в приведенной выше формуле a = b = y = z = 0, х = 1, а атомные доли заменены на мас.%), обладает удельной скоростью сорбции водорода 1,5 л/с см² при температуре активирования 250^оС и температуре испытания 20^оС. Недостатком известного сплава является его недостаточно высокая удельная скорость сорбции по водороду, исключающая возможность его применения в ряде приборов. Целью изобретения является создание сплава с более высокой скоростью сорбции водорода. Для достижения указанной цели в качестве геттерного материала используют сплав, содержащий, мас.%: V 20-35; Са 0,1-0,5; Ti 64,5-79,9. Сущность изобретения заключается в следующем. В качестве основы сплава взят титан как элемент, имеющий низкую энергию растворения и диффузии газов, что позволяет использовать его в качестве активного газопоглотителя. В титановую основу введен ванадий, снижающий температуру аллотропического превращения и стабилизирующий -структуру титана при пониженных температурах. Кроме того, наличие ванадия в сплаве обеспечивает его упрочнение и повышает коррозионную стойкость. Содержание ванадия в сплаве 20-35 мас.%. При содержании менее 20 мас.%, как показали эксперименты, не удается достичь высокого уровня скорости сорбции. Повышение содержания ванадия свыше 35 мас. % неэффективно и нецелесообразно по экономическим и экологическим соображениям. Кроме того, при этом происходит снижение скорости сорбции водорода. Предлагаемый сплав содержит до 0,5 мас.% кальция как элемента, активно поглощающего водород. Кроме того, кальций, соединяясь с кислородом, растворенным в порошке, образует окись кальция, которая является антиспекающим агентом и поэтому способствует сохранению высокой пористости газопоглотителя при его многократном активировании. Повышение содержания кальция свыше 0,5 мас. % нецелесообразно, так как по результатам экспериментов при этом падает сорбционная активность сплава к водороду. П р и м е р. Порошок сплава изготовляют гидридно-кальциевым восстановлением смеси окислов. Для получения 1 кг сплава состава, мас.%: Ti 70; V 29,7; Ca 0,3, берут 1,167 кг TiO₂ (ТУ 6-10-1430-81 АНМ), 0,441 кг V₂O₃ марки ч. и в качестве восстановителя 1,915 кг СаН₂. Порошок смешивают в шаровой мельнице 4 ч. Восстановление подготовленной шихты проводят при 1175^оС в течение 6 ч в печах восстановления, охлаждение полученного спека - в аргоне. Затем проводят дробление, гашение, выщелачивание, отмывку и сушку готового порошка. Аналогично готовят остальные составы. Полученные порошки прокатывают в ленту, из которой изготовляют образцы размерами 180х30х0,8 мм, на которых определяют скорость сорбции водорода. Испытания проводят на стенде геттерных материалов методом измерения скорости сорбции водорода при постоянном его потоке в камере объемом 73 л и предельном вакууме 4 10^-9 мм рт.ст. Температура испытания 20^оС. Перед испытанием образцы активируют при 250^оС. Результаты испытаний представлены в таблице, где для сравнения имеются данные для запредельных составов, а также для известного сплава. Приведенные в таблице данные подтверждаютcя актом иcпытания заявляемого cоcта-ва. Из таблицы cледует, что геттерные cплавы заявляемого cоcтава (опыты 1, 2 и 3) имеют более выcокую cкороcть cорбции водорода по cравнению c извеcтным геттерным cплавом. Изобретение позволит повыcить производительноcть процеccа вакуумирования за cчет увеличения cорбционной активноcти геттерного материала и раcширить круг объектов иcпользования ге

Формула изобретения

ГЕТТЕРНЫЙ СПЛАВ преимущественно для создания и поддержания высокого вакуума, содержащий титан и ванадий, отличающийся тем, что, с целью повышения сорбционной активности по водороду, он дополнительно содержит кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%: Ванадий 20 - 35 Кальций 0,1 - 0,5 Титан Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 10-2002

Извещение опубликовано: 10.04.2002