一种高性能非蒸散型吸气剂的性能分析

非蒸散型吸气剂(NEG)是高真空和超高真空系统维持真空度的重要材料,具有高稳定性和高气体吸附性能,文章采用粉末冶金的方法制备出Zr_(59.46)V_(29.81)Al_(10.73)吸气剂,并基于小孔流导法搭建了一套吸气剂性能测试的高真空系统,分别测试了气体种类及工作温度对吸气剂性能的影响,实验结果表明:Zr_(59.46)V_(29.81)Al_(10.73)吸气剂对H_(2)、CO_(2)、N2都有很好的吸气性能,其对H_(2)的吸气性能远超N2和CO_(2),但它不吸收He等惰性气体,不同工作温度对吸气性能有很大差异,其最佳工作温度为200℃。利用X射线衍射图谱(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)及能量色散图谱(EDS)对吸气剂进行晶相、形貌和成分分析,结果表明Zr_(59.46)V_(29.81)Al_(10.73)吸气剂表面呈现多孔状结构,其主要由α-Zr基固溶体、C15 Laves相及少量Zr_(x)Al_(y)化合物组成,多孔的结构及α-Zr基固溶体、C15 Laves相的高比例有利于吸气剂对活性气体的吸附,因此Zr_(59.46)V_(29.81)Al_(10.73)吸气剂展现出较好的性能。

基于多孔硅支架的钛锆钒非蒸散型吸气剂薄膜的制备及表征

非蒸散型吸气剂薄膜近年以来在真空领域受到广泛的研究与应用,但有限的吸气速率和吸气容量阻碍了其进一步的发展。文章使用双槽电化学腐蚀法制备了多孔硅支架,再经过直流磁控溅射沉积了非蒸散型钛锆钒吸气剂薄膜,获得三维结构薄膜吸气剂。通过高分辨场发射扫描电子显微镜、热重分析、真空吸氢测试分别对薄膜的形貌和吸气性能进行了研究。吸氢性能测试结果表明,沉积在硅片与多孔硅支架上的400 nm厚度的薄膜,最大吸气速率分别为0.035 L·s^(-1)·cm^(2)和0.100 L·s^(-1)·cm^(-2),提升了185.71%;吸气容量分别为0.143 Pa·L·cm^(-2)和0.353 Pa·L·cm^(-2),提升了146.85%。将薄膜沉积在多孔硅支架上,提高了吸气剂的比表面积和孔隙率,增大了气体分子与吸气剂表面的接触面积,促进了吸气剂对气体分子的表面吸附和扩散作用,有效的增强了非蒸散型吸气剂薄膜的吸气性能。

MEMS器件真空封装用非蒸散型吸气剂薄膜研究概述

MEMS器件是机械电子系统未来的发展趋势。许多MEMS器件需要进行真空封装,从最大程度地减少残余气体,且真空封装水平的高低决定了器件的性能优劣甚至决定器件能否正常工作。常规的MEMS器件封装是在真空腔内放置块体吸气剂,占空间且容易产生微小颗粒污染。在器件的真空腔室内镀上吸气剂薄膜,吸气剂薄膜在器件高温键合的同时被激活,就可在后期维持真空腔内的真空度。非蒸散型吸气剂薄膜激活后在室温下即具有优异的吸气性能,应用于MEMS器件真空封装可以提高器件的寿命和可靠性。目前,提高非蒸散型吸气剂薄膜的吸气性能,降低其激活温度是国内外研究的焦点。本文简要介绍了非蒸散型吸气剂薄膜的吸气原理,从膜系材料和制备技术两方面分析了国内外研究现状。在膜材料方面,目前采用ⅣB族+ⅤB族组合的三元合金作为非蒸散型吸气剂薄膜的膜系材料。另外,在材料中掺入Fe、稀土元素等进行薄膜结构的修饰也是较常用的手段。值得指出的是,TiZrV合金薄膜是兼具较好的吸气性能和最低激活温度的非蒸散型吸气剂(NEG)薄膜。在制备技术方面,MEMS器件用非蒸散型吸气剂薄膜一般采用磁控溅射镀膜,磁控溅射镀膜工艺的关键是制备出柱状的纳米晶结构,该结构存在大量的晶界,可促进原子的扩散,降低激活温度。磁控溅射镀膜工艺的研究围绕靶材选择、基片温度、溅射电压、溅射气氛等。探索综合性能更优的新型材料体系和增大薄膜的比表面积仍然是目前非蒸散型吸气剂薄膜研究的关键。本文最后对非蒸散型吸气剂薄膜的研究趋势进行了展望,指出加入调节层的双层膜的激活性能和吸气性能优于单层膜,但调控机理有待明确,今后可以在TiZrV薄膜研究的基础上进一步进行双层薄膜的研究,也可横向拓展进行新型薄膜体系,如ZrCoRE等新型合金薄膜的研究。

非蒸散型吸气剂维持红外焦平面探测器杜瓦组件工作真空度的性能与应用

实漏、虚漏、出气和渗透等气体源引起封离真空杜瓦腔体压力升高,活性气体H_2、H_2O、CO占的份额较大,H_2的份额可达80%以上,NEG抽出活性气体获得和维持红外焦平面探测器杜瓦组件工作真空度。封离真空杜瓦寿命周期内产生的气体量与设计制造技术水平和真空获得工艺能力有关,不正确使用St 172将导致NEG不能发挥最大效能。根据文献和工程实践经验,分析探讨在特定使用工况下NEG的抽气性能参数和激活与再激活条件对真空维持性能的影响,指出大多数用户不允许电再激活NEG修理、必须正确使用无颗粒St 172/NP和注意相关的问题。

定容法测定两种非蒸散型吸气剂吸气性能

采用定容法测定了Zr-Al及Zr-V-Fe两种非蒸散型吸气剂对单组份活性气体及多组分混合气体的吸气性能,并考察了激活温度、工作温度、工作压力等因素对其吸气效率的影响。实验表明,Zr-V-Fe吸附剂在更低的激活温度及工作温度下对活性气体仍有较良好的抽速,在消耗性实验中也表现出更优的吸气容量。

St707非蒸散型吸气剂的性能研究

非蒸散型吸气剂已经广泛被应用于密封的真空器件和粒子加速器来达到需要的真空。本文介绍了St70 7非蒸散型吸气剂 (NEGs)的吸气机理、操作程序和吸气性能 ,并且把一些实验结果给以说明。

非蒸散型吸气剂的研究进展

首先从Zr基非蒸散型吸气剂和Ti基非蒸散型吸气剂这两大分类介绍了非蒸散型吸气剂的发展历程,并比较了Zr、Ti基非蒸散型吸气剂的优缺点,然后从制备与改性方法两个方面,对非蒸散型吸气剂的研究现状进行系统性的介绍,并对非蒸散型吸气剂未来的研究方向进行了展望。研究发现,Zr、Ti基非蒸散型吸气剂的特性导致两者在主要的应用领域有所不同,两者的改性研究方向也有所不同。Zr基非蒸散型吸气剂未来的研究方向应集中在多种改性相结合的方法来扩展锆钒铁合金的应用领域和探索新型锆钒铁合金,Ti基非蒸散型吸气剂未来的研究重点应集中在改进其成膜工艺,或者探究新型的成膜法以代替传统的成膜法。值得注意的是降低Zr、Ti非蒸散型吸气剂的平台压没有引起足够的重视。

非蒸散型吸气剂在真空玻璃中的应用

摘要：真空玻璃内部良好的真空度是保证其性能的重要指标，如果真空度下降，其保温、隔声等性能将随之变坏。因此如何获得并保持良好真空度是制作真空玻璃的关键技术之一。本文主要论述了真空玻璃中使用吸气剂来保持真空度的重要性，并介绍真空玻璃对吸气剂的特殊要求，真空玻璃发明人研制出了包封吸气剂及解封技术。通过长期对比测试，证明放置有包封非蒸散型吸气剂的真空玻璃，能长期保持真空寿命。

非蒸散型吸气材料研究现状及进展

阐述了非蒸散型吸气材料的工作机理,从压制型、多孔烧结型和薄膜型三大类介绍了非蒸散型吸气材料的发展历程,并对各类吸气材料存在的问题进行了分析,压制型合金的机械强度较低、多孔烧结型合金的激活温度较高以及薄膜型合金的吸气容量较低。然后对非蒸散型吸气材料的改性研究进行了概述,改性方法主要有合金化法、表面镀层法以及活性表面最大化法。最后,对非蒸散型吸气材料的研究趋势进行了展望,并指出非蒸散型吸气材料仍需解决的问题。

非蒸散型吸气剂在微型离子泵中的应用

为确保小尺寸超高真空密封器件的高可靠和长寿命,开发了一种带非蒸散型吸气剂的微型复合离子泵(Mini-Combination Ion Pumps with NEG)。在新建的微型离子泵性能测试系统上,研究了非蒸散型吸气剂对器件存储和微型离子泵启动特性的影响。模拟了微型离子泵与小型真空器件集成为一体时可能遇到不同气体负载时的实际情况,讨论了新结果的可能应用。

MEMS芯片器件用非蒸散型吸气剂的研究状况

随着"物联网"时代的来临及智能芯片推出,在全世界范围内掀起了MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)芯片器件发展浪潮。高端的MEMS芯片器件需要在其内部安置吸气剂以维持器件的真空度,它是保证芯片器件长寿命和高灵敏性的关键材料,对于芯片器件的安全性具有重要意义。本文分别从薄膜吸气剂和块体吸气剂两方面,介绍了非蒸散型吸气剂的发展过程,分析了国内外Zr基、Ti基合金非蒸散型吸气剂的合金化改性、激活工艺、吸气性能、制备工艺等方面研究进程,如薄膜吸气剂主要通过物理气相沉积法(Physical Vapor Deposition,PVD),调整工艺参数,形成有序疏松多孔状纳米晶结构组织,以达到高吸气量、低激活温度的目的,工艺侧重提高薄膜的孔隙率和比表面积;块体吸气剂主要通过粉末冶金烧结而成,吸气后材料表层逐渐粉化暴露出新鲜吸气表面,达到不断吸气的目的。总结了目前薄膜吸气剂和块体吸气剂存在的问题,如:块体吸气剂在应用过程中会发生脱粉现象,严重影响MEMS器件的寿命和灵敏性,目前学者对影响块体吸气剂掉粉问题的前期工艺研究比较少,急需进行改善。最后,本文对非蒸散型吸气剂未来的研究方向进行了展望。

非蒸散型吸气剂泵(NEG)对N_(2)气的抽气特性研究

非蒸散型吸气剂泵(NEG)是采用过渡族金属材料的吸气特性制作成的真空泵,用于超高/极高真空环境的获得及气体的纯化等方面。本文研制出吸气剂泵性能测试系统,研究了非蒸散型吸气剂泵对N_(2)气的抽气特性,分析了影响抽气性能的因素。研制的系统采用标准流量抽速测试方法,采用固定流导法流量计提供(10^(-5)~10^(-8))Pam^(3)/s的标准气体流量,可在测试罩内获得(10^(-2)~10^(-5))Pa的气体压力下实现抽速测试。实验结果表明,NEG泵激活后处于最佳抽气状态,当抽速下降之后可在超高真空条件下放置一段时间将抽速恢复至初始状态,但泵的整体抽气性能发生一定变化;当泵连续抽气时,抽速随着吸气量的增大而逐渐减小,随着泵抽气压力的增大而减小。

10^(-10)Pa溅射离子泵和非蒸散型吸气剂的复合泵

不改变商用SIP的基本结构 ,把NEG组件WP1 2 5 0装入SIP ,构成 (SIP +NEG)的XHV复合泵。它使SIP和NEG的特点互补 ,综合性能优越。NEG激活前 ,SIP单独抽气 ,极限压强 1 1× 1 0 -8Pa。NEG激活后 ,SIP和NEG联合抽气 ,复合泵的极限压强降到 7× 1 0 -1 0 Pa ,抽速稳定的范围更广 ,标称抽速约是SIP抽速的 2

非蒸散型吸气剂泵在真空计量中的应用研究

本文简要阐述了非蒸散型吸气剂(NEG)泵的吸气机理,着重介绍了NEG泵在超高/极高真空标准、静态膨胀法真空标准等真空计量标准中的最新应用结果。结果表明:利用NEG泵在室温下获得了10-10Pa的XHV;利用NEG泵将超高/极高真空标准校准下限延伸到了10-10Pa量级;利用NEG泵将静态膨胀法真空标准的校准下限延伸到了10-7Pa量级。最后还对用NEG泵延伸固定流导法微流量标准测量下限的可行性进行了分析。

非蒸散型吸气剂对混合气体的抽气行为研究

NEG抽除混合气体的行为不同于抽单纯气体。测试了SEAS公司的NEG组件ST70 7WP 1 2 5 0对由 80 %H2 和 2 0 %CO组成的混合气体的抽气性能 ,并和抽纯气性能进行了比较。混合气体中的NEG对H2 的抽速受CO影响 ,随H2 吸气量的增加而明显下降。混合气体中的NEG对CO的抽速不受H2 影响。

非蒸散型吸气剂(NEG)的性能特点和实际应用问题

根据文献和实践经验 ,综述了非蒸散型吸气剂 St70 7和 St10 1的性能特点以及

非蒸散型吸气剂吸气性能测试方法的研究

自行设计了可测量非蒸散型吸气剂吸气容量的测试系统,分别用定压法(动态法)和累积法(静态法)对不同规格的非蒸散型吸气剂进行了测试,并验证了测试结果的稳定性和可靠性。

非蒸散型薄膜吸气材料研究进展

非蒸散型吸气薄膜是大型超高真空系统设备维持超高真空的重要材料,近来又成为基于物联网应用的MEMS器件维持可靠性和长寿命的关键材料。本文综述了非蒸散型薄膜吸气剂的基本原理、材料体系和制备技术,介绍了国内外吸气薄膜的材料现状、结构与性能、多功能化的最新进展,讨论了增大比表面积、调控纳米级精细结构的调控、实现多功能化和提高沉积精度是未来吸气薄膜技术的发展趋势。

非蒸散型薄膜吸气剂的研究现状及应用进展

非蒸散型吸气剂薄膜是超高或极超高真空系统获得和维持真空条件的重要材料,近年来吸气剂广泛应用于MEMS真空封装领域。综述了非蒸散型吸气剂的材料体系、研究现状和工程应用,介绍国内外吸气剂薄膜的研究现状、存在的主要问题及发展趋势。讨论了吸气剂在MEMS真空封装系统的工作原理,传统吸气剂在封装领域的挑战,薄膜吸气剂在封装系统遇到的问题和发展趋势。

非蒸散型吸气剂在金卤灯中的应用

分析金卤灯外封杂质气的来源及危害,探讨以锆基合金为主的非蒸散型吸气剂(Non-Evaporable Getter,NEG)的发展及特性,描述几种典型的NEG在金卤灯中的应用,列出其激活条件、工作温度、吸氢速率等。此外,还介绍了在特殊条件下,如氮气环境中、高温时,NEG在金卤灯中的应用。