Пристрій з газопоглиначем здатним випаровуватись

1 Пристрій з газопоглиначем, здатним випаровуватись, який містить металевий контейнер, де присутні порошок ВаАЦ і порошок нікелю, який відрізняється тим, що порошок нікелю утворений із суміші часток двох різних морфолопй перша по суті сферична, а друга - дендритна, причому вагове відношення між двома формами нікелю може змінюватись у межах від приблизно 4 1 до приблизно 1 2,5 2 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що відношення між двома формами нікелю становить приблизно 1 1 3 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що нікель має розмір часток менший, ніж 50 мкм 4 Пристрій за п 3, який відрізняється тим, що нікель має розмір часток менший, ніж 20 мкм 5 Пристрій за п 3, який відрізняється тим, що нікель по суті сферичної морфології має середній розмір часток у межах від 10 мкм до 18 мкм 6 Пристрій за п 1 , який відрізняється тим, що нікель по суті сферичної морфології одержаний за допомогою технології" струминного млину" 7 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що сполука ВаАЦ має розмір часток менший, ніж 250 мкм 8 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що відношення між нікелем і сполукою ВаАЦ знаходиться у межах від приблизно 2 1 до 1 2 9 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що відношення між нікелем і сполукою ВаАЦ становить приблизно 1 1 О Цей винахід відноситься до пристроїв з газопоглиначем, що здатний випаровуватись з зменшеним часом активації Як відомо, газопоглинаючі матеріали використовують у всіх випадках, де необхідно підтримання вакууму протягом великих періодів часу Зокрема, кінескопи звичайного типу з катодною променевою трубкою або типу плоского дисплея, містять газопоглинаючі матеріали для утримування СЛІДІВ газів, які можуть залишитися у кінескопі після його відкачування або виникати внаслідок дегазації матеріалів, з яких він складається Газопоглинаючий матеріал, який звичайно використовують у кінескопах, являє собою металевий барій, який осаджують у вигляді тонкої плівки на внутрішні стінки кінескопу Плівка барія може бути одержана тільки після відкачування повітря з кінескопу і його герметизації Для цього використовують пристрої, ВІДОМІ як пристрої з газопоглиначем, що здатний випаровуватись, у вигляді відкритого металевого контейнера, де присутні порошки сполуки барія і алюмінія ВаАЦ і порошки нікеля Ni у ваговому відношенні приблизно 1 1 Пристрої цього типу добре ВІДОМІ з лггератури, наприклад, з Зоя патенту США № 5118988, що належить авторові цієї заявки Як тільки з кінескопу відкачено повітря і він герметизований, пристрій піддають індукційному нагріванню котушкою, що розташована зовні кінескопа, під час якого відбувається випаровування барія, тобто процес активації, по суті має місце нагрівання металевого контейнера, який передає тепло брикету з порошків, що містяться в ньому Коли температура порошків досягає значення приблизно 800°С, має місце реакція BaAI4 + 4 N i ^ B a + 4NiAI (1) Ця реакція є сильно екзотермічною і підвищує температуру порошків до приблизно 1200°С, при цьому відбувається випаровування барія, який після сублімації осідає на стінках кінескопа і створює металеву плівку Для одержання хорошої реакційної здатності брикету з порошку ВаАЦ використовують порошки з розміром часток, менших ніж приблизно 250 мкм Нікель звичайно має розмір часток менше ніж ЗО мкм, хоч допускаються невеликі КІЛЬКОСТІ порошку з більшим розміром часток, аж до приблизно 50 мкм, при цьому морфологія нікелевого порошку різна у різних виробників таких пристроїв, а ІНОДІ ОДИН Й ТОЙ же вироб ю CO 43415 ник може використовувати для різних пристроїв різні типи нікелю, але кожний такий пристрій, який присутній зараз на ринку, завжди містить тільки одну форму нікелю Найбільш використовують морфологію, що є по суті сферична, де частки мають округлену форму з гладкою поверхнею, і дендритну морфологію, що характеризується високою питомою площею (площа поверхні на одиницю ваги) Час активації, необхідної для випаровування з пристрою заданої КІЛЬКОСТІ барія, вимірений від моменту, коли починається подача енергії до пристрою котушкою, звичайно визначається у лггературі як "повний час" (ПЧ) Сучасні кольорові кінескопи можуть вимагати для їх роботи до приблизно 300 мг барія у вигляді плівки При сучасному стані даної області ПЧ для випаровування таких кількостей барія становить від 40 сек Такий час є "вузьким місцем" у сучасних процесах виробництва кінескопів, тому існує потреба ринку у пристроях з газопоглиначем, що вимагають при тій же самій КІЛЬКОСТІ випареного барія меншого ПЧ, ніж існуючі пристрої Для досягнення цього можна, у принципі, збільшити потужність котушки, або збільшити реакційну здатність порошків шляхом зменшення розмірів їх часток Проте в існуючих пристроях неможливо збільшити потужність котушки Так як при цьому контейнер з порошками нагрівається надто швидко, і не вистачає часу для передачі тепла брикету з порошків, з-за чого температура порошків безпосередньо поруч з контейнером вище, ніж у інших частинах брикету Реакція між ВаАЦ і Ni починається у порошку поруч з контейнером, і тиск парів барія, що виділяються у цій області брикету з порошку, викликає його підйом, це робить можливим викид частинок, що є завадою у роботі кінескопа, і до деякої міри зменшує випаровування барія розглянутих вище проблем надмірно сильної реакції Вагове відношення між частками нікелю по суті сферичної морфології і дендритної морфології може змінюватись у межах від приблизно 4 1 до 1 2,5 Виявлено, що відношення більше, ніж 4 1, викликає проблеми при виробництві пристроїв з газопоглиначем, оскільки брикет з порошків, що включає крім того, сполуку ВаАЦ, має погану механічну консистенцію, а відношення менші, ніж 1 2,5, дають можливість тільки невеликого зменшення ПЧ Переважно використовують суміші, де відношення між двома формами нікелю становить близько 1 1 Нікель має розмір часток, менший ніж приблизно 50 мкм, а переважно - менший ніж приблизно 20 мкм, далі було встановлено, що найкращі результати одержують тоді, коли нікель по суті сферичної морфології має розмір часток у межах від приблизно 10 до приблизно 18 мкм Нікель дендритної морфології доступний на ринку, наприклад, компанія INCO ( Sheridan Park, Ontario, Canada) продає дендритний нікель з двома різними розмірами часток з номерами по каталогу Т-123 іТ-128 Нікель по суті сферичної морфології також можна знайти на ринку, наприклад, у вказаної вище компанії INCO В якості альтернативи він може бути одержаний з нікеля будь-якої морфології і з розміром часток, дещо більший ніж той, який вимагається, за допомогою технологи, відомої як "струмінний млин" По цій технології порошок вводять з високою швидкістю у здрібнюючу камеру, у потік газу-носія, частки порошку зменшуються у розмірі і їх поверхня згладжується завдяки співударам з іншими частками або за допомогою перешкод, що зустрічаються на їх шляху Потім частки піддають фракціюванню для збору фракції з бажаним розміром часток Зменшення розміру часток у порошках також викликає надмірний локальний зріст швидкості реакції між ВаАЦ і Ni, викликаючи здуття брикету Метою цього винаходу є створення пристрою з газопоглиначем, що здатний випаровуватись, з зменшеним часом активації, який не має вищезгаданих недоліків Така мета досягається у винаході тим, що пристрій включає металевий контейнер, де присутні порошок ВаАЦ і порошок нікелю, причому порошок нікелю складається з суміші часток двох різних морфолопй, перша по суті сферична, а друга дендритна, при цьому вагове відношення між двома формами нікеля може змінюватись від приблизно 4 1 до 1 2,5 Винахід далі буде пояснено докладно з посиланнями на малюнки, де фіг 1 - мікрофотографія зразку порошку нікеля, який має по суті сферичну морфологію, фіг 2 - мікрофотографія, з тим же збільшенням, що і на фіг 1, зразку порошку нікеля, який має дендритну морфологію Сполука ВаАЦ придатна для використання у цьому винаході, має розмір часток, менший, ніж 250 мкм Вагове відношення між нікелем і сполукою ВаАЦ, як правило, може змінюватись у межах від приблизно 2 1 до 1 2, але звичайно використовують відношення приблизно 1 1 Металевий контейнер може бути одержаний з різноманітних матеріалів, таких як сплави NiCr або NiCrFe, переважним є використання сталі AISI 304, яка поєднує хорошу СТІЙКІСТЬ ДО окислення і МІЦНІСТЬ при різних теплових обробках з легкістю механічної обробки у холодному вигляді Форма металевого контейнеру може бути будь-якою і, зокрема, будь-якої з форм, що ВІДОМІ І використовуються у даній області, наприклад, форми з патентів США №№ 4127361, 4323818, 4486686, 4504765, 4642516, 4961040 і 5118988 Винахід далі ілюструється у подальших прикладах Ці приклади, що не обмежують винаходу, ілюструють фахівцеві у цій області найкращий можливий спосіб для здійснення винаходу на практиці Встановлено, що використання сумішей порошків нікеля двох вказаних морфолопй дозволяє скоротити ПЧ приблизно на 25-30% при такій же самій КІЛЬКОСТІ випареного барія, не викликаючи Приклад 1 Виготовляють ряд зразків ідентичних пристроїв з газопоглиначем, використовуючи для кожно 43415 го контейнер з сталі AISI 304, що має діаметр 20 мм, висоту 4 мм і на дні виступи висотою 1 мм, як описано у патенті США №4642516 Кожен зразок готують шляхом завантаження у контейнер гомогенної суміші, створеної з 660 мг порошку ВаАЦ, що має розмір часток, менший ніж 250 мкм, 520 мг порошку нікелю дендритної морфології Т-123 компанії INCO і 220 мг нікелевого порошку, що має середній розмір часток 18 мкм і по суті сферичну морфологію, що одержаний шляхом подрібнення нікелю Т-123 компанії INCO за допомогою технологи "струмінний млин", фракціювання одержаного таким чином порошка, збираючи фракцію з бажаним розміром частки, загальна вага нікелю становить 740 мг Суміш порошків пресують у контейнері ВІДПОВІДНИМ пуансоном Зразки випробують шляхом поміщення їх по черзі у скляну вимірювальну камеру, що з'єднана з системою відкачування, відкачування камери і проведення випробування на випаровування згідно з методикою, що описана у стандарті ASTM F 111 -72, при цьому кожен зразок нагрівають радіочастотними електромагнітними хвилями такої потужності, щоб випаровування почалось через 10 сек після початку нагрівання Випробування відрізняються одне від одного за часом нагрівання, що змінюється у різних випробуваннях від 20 до 45 сек Після закінчення кожного випробування виміряють КІЛЬКІСТЬ барія, що був випарений, і за допомогою набору цих даних будують криву виходу барія як функцію часу нагрівання В таблиці 1 представлені вагові відношення між по суті сферичним нікелем (у таблиці вказаний як Nis) і дендритним нікелем (вказаний як нікель Nid), а також значення ПЧ, необхідного для випаровування з пристроїв 300 мг барія Приклад 2 Випробування за прикладом 1 повторюють із зразками ідентичних пристроїв, що містять гомогенну суміш, створену з 660 мг порошку ВаАЦ, що має розмір часток менший ніж 250 мкм, 370 мг порошку нікелю, що має по суті сферичну морфологію, і одержаного за допомогою технології "струмінний млин", як описано у прикладі 1, і 370 мг нікелю Т-123 компанії INCO, при загальній вазі нікелю 740 мг Вагове відношення між двома формами нікелю і час, необхідний для випаровування 300 мг барія, представлені у таблиці 1 Приклад З Випробування за прикладом 1 повторюють з ідентичними пристроями, що містять гомогенну суміш, створену з 600 мг порошку ВаАЦ, що має розмір часток менше ніж 250 мкм, 590 мг порошку нікелю, що має по суті сферичну морфологію, одержаного за допомогою технології "струмінний млин", як описано у прикладі 1, і 150 мг нікелю Т123 компанії INCO, при СПІЛЬНІЙ вазі нікелю 740 мг Вагове відношення між двома формами нікелю і час, необхідний для випаровування 300 мг барія, представлені у таблиці 1 Приклад 4 (порівняльний) Випробування за прикладом 1 повторюють з ідентичними пристроями, що містять гомогенну суміш, створену з 600 мг порошку ВаАЦ, що має розмір частки менше ніж 250 мкм, і 740 мг порошку нікелю Т-123 Час, необхідний для випаровування 300 мг барію, представлено у таблиці 1 Приклад Nis : Nid Повний час (сек) 1 2 1 2,36 1 1 36 ЗО 3 3,93 1 29 4 / 40 Результати, що викладені у таблиці 1, підтверджують, що при інших рівних умовах шляхом використання сумішей порошків нікелю по суті сферичної і дендритної морфолопй одержують зменшення повного часу, що вимагається для випаровування барію, в порівнянні з використанням нікелю тільки однієї морфологи, крім того, ці суміші порошків дозволяють одержувати хороші механічні властивості брикету з порошків, даючи можливість простого виробництва пристроїв з газопоглиначем 43415 ФІГ. 1 Фіг. 2 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3