[实用新型]高可靠自带热子的非蒸散型吸气剂

说明书

本实用新型涉及一种高可靠自带热子的非蒸散型吸气剂，包括加热元件、吸气金属和致密金属套管；其中，加热元件部分埋藏在吸气金属中，在加热元件穿出吸气金属的连接处用金属套管予以加固。优点：1）由于金属套管的保护，由加热丝传导过来的冲击、振动不会直接作用在强度相对薄弱的吸气合金粉体上，从而避免了吸气合金在强冲击、振动条件下的脱落。2）结构简单，成本低廉，体积较小，适应电真空器件小型化、平面化发展的需要。

技术领域

本实用新型涉及一种高可靠自带热子的非蒸散型吸气剂，属于电真空元器件制造领域。

背景技术

用于获得、维持真空以及纯化气体等，能有效的吸着某些(种)气体分子的制剂或装置通称为吸气剂。

吸气剂的分类及工作原理:⑴蒸散型吸气剂：将钡、锶、钙等金属的铝合金与如铁粉、镍粉、钛粉的还原剂组成的混合物在真空中加热，使其中的钡、锶、钙等活性金属蒸发出来并在器件的内壁冷凝下来形成吸气薄膜，应用最广泛的是钡铝合金与镍粉的混合物。⑵非蒸散型吸气剂：将锆、钛、钇单质或其与钒、铁、锰、钴、铝、钼、稀土组成的二元或多元合金的粉末在真空中加热，使其表面的氧化层向内部扩散，暴露出新鲜表面，应用最广泛的是锆铝合金、锆钒铁合金。

非蒸散型吸气剂工作之前必须有一个激活过程，即器件中的吸气剂在封离之前，必须对吸气剂进行有效加热，使其表面的氧化层、碳化层向内部扩散从而暴露出活性表面，同时降低其固溶在内部的氢气含量。并且要使非蒸散型吸气剂有良好的吸气性能，必须确保表面吸附的气体能够迅速解离并向内部扩散，因此必须要有足够高的工作温度。

目前对吸气剂激活方法有三种，一种是通过外界烘烤的热辐射加热、一种是用高频感应线圈，使吸气剂内部产生感应电流而加热，再有一种是吸气剂内部埋有热子，热子通电后加热吸气剂。

有些器件由于材料、工艺、气体负载、寿命等限制，无法使用第一或第二中加热方法，只能使用第三种方法来达到激活和长期提高工作温度的目的。但是这种方法除了结构复杂的缺点外，还有更致命的缺点：

如最早的美国专利3584253所提出的一种自带热子吸气剂的制备方法，其产品结构如图3所示。其制备方法是将钨、钼等加热丝表面涂覆氧化铝后，高温成瓷，然后在热子外部再烧结一层吸气金属。这种结构和制备方法有如下缺陷：1. 装配时，仅靠两根热丝固定吸气剂，由于吸气使得吸气剂头重脚轻，在有径向振动时，热子根部的丝脚容易疲劳断裂；2.为避免钨、钼等加热丝在氧化铝成瓷时的再结晶而引起脆断，氧化铝绝缘层成瓷不彻底，从而使得暴露在吸气剂外部的氧化铝在受到冲击、振动后很容易剥落；3.热子本身的强度不高，为避免外力破坏热子表面的绝缘涂层，不能采用先压制后烧结的方式来使吸气剂成型，只能采用松装烧结或用膏剂涂覆后再烧结的方式使吸气合金成型，从而使得吸气合金本身的牢固度不够，在受到冲击振动的时候，表面会有吸气合金颗粒脱落，特别是热子根部的吸气合金。

而吸气剂在器件内部有颗粒脱落有时会带来毁灭性的的后果，如行波管、X射线管等器件，内部电极间加有几万甚至上百万伏的高压，吸气剂颗粒脱落后会造成内部打火，瞬间使器件失效。

为提高自带热子吸气剂的可靠性，美国专利4789309提出了一种新的制备方法，其产品结构如图4所示。其制备方法是将钨、钼等加热丝两端分别套上成瓷良好的绝缘瓷管，然后在表面涂覆氧化铝后高温成瓷，最后在热子外部再烧结一层吸气金属。这种制备方法解决了早期技术的第2种缺陷，但是第1、3种缺陷仍然没有解决。

为提高自带热子吸气剂的可靠性，中国专利200810116163提出了另一种新的制备方法，其产品结构如图5所示。其制备方法是将钨、钼等加热丝表面涂覆氧化铝后高温成瓷，然后将热子穿过一双孔陶瓷片后，用钛膏固定，真空烧结成固定加热组件，然后在陶瓷片涂有钛膏的一面再烧结一层吸气金属。这种制备方法虽然解决了吸气剂热子根部的吸气合金易于脱落的问题，但是其热子强度仍然不高，不能采用先压制后烧结的方法是吸气剂成型，因此其他表面的吸气合金牢固度仍然不是很高，并且早期技术的第1、2种缺陷仍然没有解决。