[发明专利]一种无金属底托的环状真空吸气元件的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于真空吸气元件制备领域，特别涉及一种无金属底托的环状真空吸气元件的制备方法。

背景技术

在电真空领域各种电真空器件，例如中子管、行波管、激光管、触发管、光电管、电光源等都是要求在一定的真空条件下才能正常工作，但是这类真空器件从排气台上封离下来之后，在随后的工作或储存过程中，由于器件内部的气体吸附解吸及各种表面化学反应的结果，使器件内部的残余气体种类及其分压力经常在变化，这些细微的变化直接影响器件的电参数的稳定，从而影响器件的工作性能及使用寿命。吸气元件的主要作用是在电真空器件老炼和筛选过程中，吸除器件内的残余气体和器件内部部件重新放出的气体；在真空器件储存和工作期间，维持器件内一定的真空度；吸收真空器件启动和反常工作时爆发性放出的气体。实践证明要获得高性能、长寿命的电真空器件，必须有高质量、高可靠的吸气元件做为保证，由于吸气剂及其元件的突出作用，其应用领域已逐渐扩大到真空获得、气体净化、原子能等许多领域。

对各种特殊的真空器件由于使用环境的苛刻要求，往往都要求真空器件结构紧凑，重量尽量轻。一般真空器件在设计过程中，都很少专门给吸气元件留有固定位置，吸气元件都尽量安装在真空器件的剩余空间中，由于真空器件的结构决定了器件内的剩余空间多以环状空间为主，再加上环状元件便于激活，因此环状吸气元件在各类电真空器件中用量最多。

目前使用的环形吸气元件，都是先用不锈钢、镍、钼或钽等金属冲压成所需规格的带槽的环状金属底环(即金属底托)，然后再将吸气剂粉末压制在金属环槽内制成环状吸气元件。

目前真空器件中使用的环状吸气元件，无论是蒸散型或非蒸散型吸气剂，其制作上艺方法都是预先用不锈钢、镍、钼或钽等金属材料冲压好的金属环为底托，再在其上压制吸气剂而制备成吸气元件。之所以采用这种工艺方法有两个主要原因，一是吸气元件在真空器件安装时需要支撑，另一个更重要的原因是因为吸气材料的特殊要求，吸气材料的吸气性能特别是室温吸气性能，与材料压制成型的强度有很大关系，压力越大，制成元件强度越高，但吸气性能降低，反之，吸气性能则升高。因此一般都将吸气材料压制在底托金属上，在适当的压力下成型这样既能保持吸气材料的吸气性能，又能靠底托金属保持吸气材料适当的强度，但是这种带底托的环状吸气元件的缺点是必须先制备出金属底托，造成浪费金属材料，工艺复杂，增加制作成本，又不容易控制吸气材料的激活温度。

带底托的吸气元件在高频感应激活时，因为金属底托是致密金属，容易被感应加热，而压在其上的吸气剂是被动加热，吸气剂的激活温度不容易控制。

在一些新型真空器件设计中，结构设计更趋合理，靠内部结构便可以把吸气元件牢固的安装在真空器件的有效空间中。因此，只要解决吸气元件支撑问题，任何真空器件中都可以安装这种新方法制备的无金属底托的环状吸气元件。

本发明制备的这种无金属底托的吸气元件，巧妙地解决了吸气材料制成的元件吸气性能与强度的矛盾关系，在具有一定自身强度的前提下保持了良好的吸气性能，完全可以满足各类电真空器件的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无金属底托的环状真空吸气元件的制备方法，解决不用金属底托，吸气金属粉末自压成型问题。

为实现所述目的本发明所采用的技术方案为：

一种无金属底托的环状真空吸气元件的制备方法，其制备工艺为：首先在1000ml无水乙醇中溶解20～50g加拿大胶制备成粘结剂溶液，以粒度为43μm的吸气剂粉末与粘结剂按体积比为7∶3～9∶1的比例，将上述粘结剂溶解液慢慢加入到吸气剂粉末中混至均匀，并制成不同粒度组成的吸气剂球形颗粒，将制备的球形颗粒经烘干后，在环形模具中加压，压制成环状坯件，将此环状坯件在真空状态下去除粘结剂，最后将去除粘结剂的环状坯件在真空炉中进行高温烧结，降温出炉后便制得无金属底托环状吸气元件。

所述吸气剂球形颗粒粒度组成，按体积比，其粒径组成分别为310μm占10～20％，254μm占20～25％，210μm占20～30％，127μm占20～35％，106μm占10～25％。

所述吸气剂球形颗粒在Ar保护下于40℃温度烘烤3h进行烘干。

所述吸气剂球形颗粒在环形模具中加压成型压制成环状坯件，成型压力为0.8～2.5T/cm²。

所述压制成型的环状坯件，在真空状态下去除粘结剂，真空度为5×10^-3Pa，温度为650℃，保温30分钟。