吸气剂

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吸气剂 一、概念



吸气剂，也称消气剂，英文名getter，是用来获得、维持真空以及纯化气体等，能有效地吸着某些(种)气体分子的制剂或装置的通称。有粉状、碟状、带状、管状、环状、杯状等多种形式。

二、主要作用



吸气剂大量应用于真空电子器件中，为器件创造了良好的工作环境，稳定了器件的特性参量，对器件的性能及使用寿命有重要的影响:



①短时间内提高真空器件的真空度(达10-4帕以上)，在器件的排气封离后和老炼过程中消除残余的和重新释放的气体,有利于缩短排气时间；

②在器件的储存和工作期间维持一定的真空度；



③吸收器件在启动和反常工作时的突发性放气，有效地保护阴极等敏感元件。

三、吸气剂的分类



①蒸散型吸气剂,也称为扩散型或闪烧型：



需要对吸气金属加热后蒸散出来形成吸气薄膜。以钡、锶、镁、钙为主体材料，典型蒸散型吸气剂常用的有钡铝镍吸气剂和掺氮吸气剂。钡铝镍吸气剂广泛用于各类功率发射管、振荡管、摄像管、显像管、太阳能集热管等器件中。一些显像管中使用的是渗氮的钡铝吸气剂，它在蒸散放热反应中放出大量的氮气，在大量钡蒸散时由于与氮分子的碰撞，使吸气剂钡膜不致附着在屏面或荫罩上面而是集聚在管颈周围，不但吸气性能好，还提高了屏的亮度。

②非蒸散型吸气剂：



不需要把吸气金属蒸散出来，通过对吸气金属表面激活使其具有吸气能力而是。目前常以锆为主体。是体积型的吸气剂（涂层型），它分为单质体积型、合金体积型、大比表面积型三种。它们适于应用在不能使用膜吸气的场合。例如：器件体积很小，无合适的蒸散沉膜表面，怕漏电和怕引入寄生电容的器件以及工作温度高的器件等均不能用蒸散型吸气剂。一般把它制成片状或带状,广泛用于功率管、磁控管、真空继电器、气体激光器、吸气泵、真空保温容器、X光管、图象转换器、摄像管、磁控管、静电悬浮陀螺仪、心脏起搏器等装置中。典型非蒸散型吸气剂常用的有：锆铝16、锆钒铁和锆石墨等。



③复合型吸气剂：由蒸散型与非蒸散型吸气剂混合在一起的。如释放汞的吸气剂，它既能释放出汞金属，又能吸气的，这种吸气剂就称为复合型吸气剂。典型复合型吸气剂还有碱金属释放剂（碱源）。

四、吸气剂的吸气机理




蒸散型吸气剂吸气过程有三个主要作用因素：蒸散吸气、表面吸附和内部扩散,三者之间的关系：首先是蒸散吸气，表面吸附孕育着扩散因素，内部扩散必须以表面吸附为前提。非散型吸气剂的吸所过程：表面吸附，内部扩散。

①蒸散吸气：



在受热蒸散时，飞溅出来的钡原子与管内空间的气体分子相碰撞，在碰撞过程中有的钡原子仅仅改变其蒸散方向，有的则与气体分子起化学作用，产生相应的化合物，并且沉积在管壳内表面上。结果管内空间的气体浓度减少了，残余气体大部分被吸收了。

②表面吸附：



当气体分子碰撞固体表面时，它可能被弹回，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缚。

(1)范德华力：物理吸附

(2)剩余价力：化学吸收

③内部扩散：



表面吸附的气体，具有较大的表面迁移率，它可以迅速地在整个表面上扩散开来。随着表面扩散的进行，在一定的条件下，表面吸附的气体将进一步向吸气金属内部进行体扩散。体扩散的形式有：



(1)深入金属表面凹陷或损伤部位;

(2)浸入晶界之间;



(3)扩散到结晶本身的缺陷之中;

(4)和金属化合成金属间化合物; (5)和金属形成固溶体。

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