[发明专利]用于维持中低真空环境的复合吸气剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及不需要高温激活就能够有效吸附气体分子及水蒸汽的吸气剂及其制备方法。

背景技术

吸气剂主要利用吸附作用吸收真空器件在机械排气之中或之后所保留的残余气体。提高并维持该器件内的真空度。以保证真空器件内良好的真空状态，延长使用寿命、提高可靠性。传统的吸气剂需要在400℃以上蒸散或者激活后，才能达到吸气的目的。随着科学技术的发展，对于在0.01Pa-100Pa之间的中低真空环境，出现了一些含有塑料等不允许加热的材料的真空器件，它们一般都不能被加热超过150℃，若在这些真空器件中使用传统的吸气剂，则不能通过加热来激活传统的吸气剂达到吸气的目的。

真空绝热板(简称VIP)属于中低真空环境下，不能加热的真空器件之一。VIP的结构如图3所示。VIP是采用真空绝热原理，将玻璃纤维棉、开孔聚氨酯泡沫剂或气相二氧化硅等多孔材料3，装入高阻隔材料制成的薄膜袋2中，对薄膜袋2抽真空后加以热封制得。VIP的隔热性能取决于薄膜袋2内的真空度，真空度的下降使其隔热性能大幅降低。因此，提高并维持VIP的薄膜袋2内部的真空度显得尤其重要。VIP的薄膜袋2内的气体主要来源于生产过程抽真空后的残余气体，VIP的薄膜袋2内的多孔材料3芯材在使用过程中释放的气体，以及少量透过薄膜袋2封口处及缺陷处的气体。这些气体包括氮气、氧气、二氧化碳、氢气、水蒸汽等。消除薄膜袋2内这些气体，要使用吸气剂。由于高阻隔的薄膜袋2一般由铝箔和聚合物薄膜复合而成，它对气体和水蒸汽具有很好的阻隔性。但是这种含有聚合物的薄膜袋2一般不能承受150℃以上的高温。高温下薄膜袋2的聚合物会软化甚至熔化，形成破损而造成漏气。

针对这个问题，中国发明专利申请公开说明书CN 1083413A公开了专利申请号为92109723.9，名称为“吸收残余气体的方法”的技术方案，提出用非挥发的钡吸气剂吸收容器中不需要的气体。包括以下步骤：在真空或惰性气氛下把Ba_1-xA_xLi_4-yB_y合金细碎到颗粒尺寸小于5毫米，然后把细碎的合金放在容器中；在温度低于150℃下把细碎的合金暴露在残余气体中，吸收残余气体。其中A是元素周期表中除钡外的其它IIa族元素中的一种金属，B是元素周期表中IIIa族元素和镁元素中的一种金属。x值为0≤x≤0.8；y值为0≤y≤3.5。但是，Ba-Li合金吸气剂会由于吸水(水蒸汽)而消耗，快速失去吸气作用，而且Ba-Li合金表面在大气中吸附的气体会在VIP内部释放出来，降低VIP内部真空度。由于VIP内部抽真空的程度低，且有较高的漏率，对吸气剂的吸气量有更大的要求。

在中国发明专利申请公开说明书CN 1151790A公开了专利申请号为95193987.4，名称为“在隔热夹套中维持真空的设备及其制造方法”的技术方案，提出该设备包括一顶部敞开并由优选为铝的不透气材料制成的容器；在容器的底部放置有第一层压片，在容器的上部放置有第二层压片以将第一层压片完全覆盖。第一层压片是由Ba-Li合金吸气剂制得，而第二层压片是由一种干燥剂材料的粉末制得，干燥剂材料的粉末还选择性含有一种贵金属氧化物和一种防止干燥剂挤压的材料粉末。该设备的制造方法包括：用不透气材料制成顶部敞开的容器，将Ba-Li合金压片放置在该容器底部；往容器中相对于Ba-Li合金压片的上部位置加一层干燥剂材料压片以使Ba-Li合金压片被干燥剂材料压片完全覆盖，其中干燥剂材料压片中能够选择性加入一种贵金属氧化物以及一种避免干燥剂挤压的材料。使容器顶边变形以使放置在容器中的压片保持在各自的位置上。该吸气剂设备的不足之处是，金属容器阻挡了吸气剂设备的大部分外表面积，有效面积小且增加了成本，工艺较为复杂。另外，金属容器良好的导热性能会在VIP内形成“热桥”效应，对VIP的绝热性能产生不良影响，该吸气剂设备在装入VIP的过程中直接暴露空气中时，会吸收大气中气体和水蒸汽，也会降低VIP的真空度和绝热性能。