特別適用于氫氣和一氧化碳吸附的非蒸散型吸氣劑合金的制作方法【專利說明】特別適用于氨氣和一氧化碳吸附的非蒸散型吸氣劑合金[0001]本發(fā)明設及具有增加的氨氣和一氧化碳吸附速率的新型吸氣劑合金，設及一種用于利用所述合金吸附氨氣的方法，W及設及采用所述合金來去除氨氣的氨氣敏感裝置。[0002]作為本發(fā)明的主題的合金特別適用于所有需要對于大量氨氣和一氧化碳具有高吸附速率的應用。[0003]在運些新型吸氣劑合金對其最具吸引力的應用中，有照明燈、真空累和氣體凈化。[0004]雖然在運些應用中使用吸氣劑材料W用于去除氨氣是已知的，但是目前開發(fā)和使用的方案不適于滿足設置有越來越嚴格的限制和約束的持續(xù)技術發(fā)展所施加的要求。[0005]在照明燈中，尤其對于高壓放電燈和低壓隸燈，不僅氨氣（即使是低水平的氨氣）的存在顯著降低裝置性能，而且其他氣體污染物的存在也顯著降低裝置性能。在設及用于氨氣和殘余一氧化碳吸附的不同材料的EP1704576中可W找到關于該劣化現(xiàn)象的更多信息。[0006]對于常規(guī)肥G合金，在運種特定的應用領域中，不僅在高溫下有效地吸附氨氣的材料容量是特別重要的，而且對于一些燈而言，該材料對于其他氣體種類吸附的高吸附速率和低活化溫度也是特別重要的。[0007]可W受益于使用能夠在高溫下吸附氨氣的吸氣劑合金的另一應用領域是吸氣累的應用領域。在多個專利如US5324172和US6149392W及國際專利公開W02010/105944(都W本申請人名義申請）中，描述了運種類型的累。能夠在高溫下使用累的吸氣劑材料提高了累在對其他氣體的吸附容量方面的性能，但是在運種情況下，為了獲得更好的裝置性能，高吸附速率是與容量同樣的主要問題。[000引受益于吸氣劑材料能夠W高吸附速率吸附氨氣和一氧化碳的優(yōu)點的另一應用領域是在半導體工業(yè)中使用的氣體的凈化。實際上，特別是在要求高流量的情況下(通常高于數(shù)升/分鐘），吸氣劑材料必須快速吸附氣體物質(zhì)W便于去除氣體污染物如化、也0、02、C也、CO、C020[0009]在EP0869195和國際專利公開wo2010/105945(兩者都臥本申請人的名義申請）中公開了用于去除氨氣的最有效的解決方案中的兩個解決方案。第一個解決方案利用錯-鉆-RE合金，其中RE最大可W為10%并且選自錠、銅和其他稀±元素，具體地，具有W下重量百分比的合金尤其受到關注:Zr80.8%-Co14.2%W及RE5%。相對地，第二個解決方案利用錠基合金W便于在高于200°C的溫度下同樣使氨氣的可去除量最大化，但是對于需要真空條件的許多應用的需求，其不可逆的氣體吸附的性質(zhì)基本上受限。[0010]在US4360445中描述了用于快速吸收氨氣和其他不期望氣體如C0、化和化的特定解決方案，但是其中所公開的氧氣穩(wěn)定化的錯-饑-鐵金屬間化合物僅可W成功地用于特定的溫度范圍內(nèi)（即-196Γ至200°C)，其需要大量的氧氣降低每克的吸附容量和吸附速率，即限制了其可能的應用領域。[0011]作為替代方案，US4839035公開了適于去除氨氣和一氧化碳的非蒸散型吸氣劑合金，其專注于在錯-饑-侶體系中所選的富Zr組合物。即使運些合金似乎在便于制造工藝中的一些步驟中是有效的，但是在暴露于出及C0的情況下的吸收速率不足W用在許多應用中，例如不足W用在高真空系統(tǒng)的吸氣累中。國際專利公開號wo2013/175340(?本申請人的名義)描述了一些穩(wěn)定的吸氣劑合金，其含有錯、饑和鐵（即不需要大量的氧氣W獲得金屬間化合物)并且對于幾種氣體污染物具有改進的吸附容量。然而，W02013/175340未提及對于氨氣W及同時對于其他氣體物質(zhì)即一氧化碳獲得改進的吸附速率的方式。[0012]因此根據(jù)本發(fā)明的合金的對氨氣和一氧化碳的改進特性必須W雙重可能的意義來預計和評價，即對此的增加的吸附速率和具有低的氨氣平衡壓強。對于根據(jù)本發(fā)明的最具吸引力的合金，應當考慮到該性質(zhì)并且將該性質(zhì)與對于其他氣體物質(zhì)W及尤其對于C0的出乎意料的改進的吸附性能相關聯(lián)。而且，運些合金示出較低的活化溫度和較低的顆粒損失W及較高的脆性和對氨循環(huán)的耐受性。[0013]因此本發(fā)明的目的是提供一種吸氣裝置，其基于使用能夠克服現(xiàn)有技術缺點的新型非蒸散型吸氣劑材料。運些目的通過包含四元非蒸散型吸氣劑合金的粉末的吸氣裝置來實現(xiàn)，所述非蒸散型吸氣劑合金包含錯、饑、鐵和侶作為組成元素，并且具有可W在W下原子百分比范圍內(nèi)變化的所述元素的原子百分比組成：[0014]a.錯，38%至44.8%[0015]b.饑，14%至29%[0016]C.鐵，13%至15%[0017]d.侶，11.5%至35%[0018]所述原子百分比范圍被認為是相對于非蒸散型吸氣劑合金中的錯、饑、鐵和侶的總和而言。[0019]本發(fā)明人出乎意料地發(fā)現(xiàn)當鐵的量選自13%至15%的范圍時，Zr-V-Ti-Al體系中的四元合金具有改進的出和C0吸附速率。[0020]任選地，非蒸散型吸氣劑合金組合物還可W包含相對于總的合金組成小于8%的總原子濃度的一種或更多種金屬作為附加的組成元素。具體地，運些一種或更多種金屬可優(yōu)選占0.1%至7%、更優(yōu)選占0.1%至5%的總原子百分比選自鐵、銘、儘、鉆和儀。另夕h在該合金組合物中可W存在少量的其他化學元素，只要其相對于總的合金組成的總百分比小于1%即可。[0021]參照附圖，根據(jù)本發(fā)明的一些非限制性實施方案的下面的詳細描述，根據(jù)本發(fā)明的合金和裝置的運些和其他的優(yōu)點和特征對本領域技術人員將是清楚的，在附圖中：[0022]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的包含吸氣劑體的裝置；[0023]圖la和圖lb示出了適于用在圖1的吸氣裝置中的根據(jù)本發(fā)明的一些燒結的吸氣劑體；[0024]圖2至圖4示出了根據(jù)不同的可行實施方案的由單個壓制合金體制成的裝置；W及[0025]圖5至圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的基于合金粉末的其他吸氣裝置。[0026]在吸氣累領域中，要求通過在高溫(例如在200°C)下操作W高效的方式來吸附氨氣，所述操作W使得吸氣劑材料也能夠有效地吸附在待抽空的室中可能存在的其他氣體雜質(zhì)如化、此0、〇2、014、0)、0)2的方式進行。在運種情況下，作為本發(fā)明的主題的所有合金都具有在本應用中有利的特征，從而對多種氣體雜質(zhì)具有較高的親和性的那些合金尤其有用。[0027]圖1示出了通常組裝成堆疊體（120)?獲得具有增加的抽吸性能的目標的盤狀吸氣元件（121,121'，……）。該堆疊體可W裝配有與支承元件（122)同軸的加熱元件并且借助于合適的保持裝置安裝在真空法蘭上或固定在真空室中。圖la和圖lb中示出了適用于得到所述堆疊體的吸氣元件的一些非限制性實施方案。[0028]圖2和圖3分別示出了通過切割合適厚度的合金片制成的或通過合金粉末的壓制得到的圓柱體20和板30。對于其實際使用而言，裝置必須設置于保持不含氨氣的容器中的固定位置處。裝置20和30可W直接固定到容器的內(nèi)表面上，例如當所述表面由金屬制成時通過點焊直接固定到容器的內(nèi)表面上?？商娲兀b置20或30可W通過合適的支承體設置在容器中，并且安裝在支承體上可W通過針焊或機械施壓來進行。[0029]圖4示出了吸氣裝置40的另一可能的實施方案，其中，使用根據(jù)本發(fā)明的合金的不連續(xù)體(discretebody),特別是對于那些具有高塑性特征的合金。在運種情況下，合金被制造成帶的形狀，從所述帶切出期望尺寸的片41，并且使片41在其部分42處彎曲成圍繞金屬線形式的支承體43。支承體43可W是線狀的，雖然考慮到運些合金的塑性，在圍繞支承體43彎曲期間只要簡單的施加便足夠了，但是所述支承體43優(yōu)選地設置有幫助片41定位的彎曲44、44'、44"，片41的形狀可W借助在交疊區(qū)45中的一個或數(shù)個焊點（圖中未示出）來保持。[0030]可替代地，根據(jù)本發(fā)明的其他吸氣裝置可W通過使用合金的粉末來制造。在使用粉末的情況下，運些粉末優(yōu)選地具有小于500WI1的粒徑，并且甚至更優(yōu)選地具有小于300皿的粒徑，在一些應用中粒徑在0至125皿之間。[0031]圖5示出了其中插入有支承體52的具有薄板(tablet)51形狀的裝置50的剖視圖，運樣的裝置可W例如通過在模具中壓制粉末來制成，其中在倒入粉末之前在模具中當前第1頁1 2