[發明專利]一種基于泡沫金屬襯底的五元鈦合金吸氣劑

在審

• 申請號: 202010464106.2
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111705318A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 王潔;王盛;張靜;高勇;胡耀程;許章煉;吳岳;周浩宇;范佳錕;游志明;王斌;聶昆侖;羅昊;杜鑫
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C23C30/00
• 分類號: C23C30/00;C22C30/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 房鑫

本發明公開了一種基于泡沫金屬襯底的五元鈦合金吸氣劑，包括泡沫金屬襯底以及設置于泡沫金屬襯底的吸氣劑層，其中，吸氣劑層為TiZrVHfY薄膜層或者TiZrVHfTa薄膜層，該吸氣劑具有更好低的激活溫度、更低的二次電子產額和輕便緊湊的特點。

技術領域

本發明屬于真空技術領域，具體涉及一種基于泡沫金屬襯底的五元鈦合金吸氣劑。

背景技術

吸氣劑作為獲得高真空的重要手段之一，在高能粒子加速器、電真空器件、真空技術、高精密測試裝置、高精密器件、原子能工業等科研與生產中都起著至關重要的作用。同時，真空材料表面二次電子的發射會影響電真空器件等的工作性能。目前的吸氣劑激活溫度一般在140℃以上，使用范圍受到限制。比如當襯底為鋁合金時，在140℃以上的高溫下激活時易導致鋁合金襯底產生形變，從而對系統整體的結構穩定性造成影響。因此，如何獲得低二次電子產額和低激活溫度的吸氣劑材料成為一個關鍵問題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種基于泡沫金屬襯底的五元鈦合金吸氣劑，能夠降低材料表面的二次電子產額，同時該吸氣劑薄膜具有更低的激活溫度。

為達到上述目的，本發明所述的基于泡沫金屬襯底的五元鈦合金吸氣劑包括泡沫金屬襯底以及設置于泡沫金屬襯底的吸氣劑層，其中，吸氣劑層為TiZrVHfY薄膜層或者TiZrVHfTa薄膜層。

在真空狀態下，吸氣劑層在100℃的高溫下持續加熱2小時以上，吸氣劑層表面的金屬氧化物逐漸轉化為金屬態，實現吸氣劑層的逐步激活，被激活的吸氣劑層能夠吸附真空室內的殘余氣體，提高真空室內的真空度，維持真空室內的超高真空狀態。

吸氣劑層中各元素的原子數之比在8-30％之間。

吸氣劑層鍍于泡沫金屬襯底上。

吸氣劑層表面的二次電子產額低于1.1。

本發明具有以下有益效果：

本發明所述的基于泡沫金屬襯底的五元鈦合金吸氣劑在具體操作時，采用泡沫金屬作為襯底，在該泡沫金屬襯底上鍍有數十納米至數百微米量級的TiZrVHfY吸氣劑薄膜層或者TiZrVHfTa吸氣劑薄膜層，泡沫金屬襯底具有密度低、孔隙率高、比表面積大、孔隙連通性好及結構均勻的特點，可以大幅提高單位面積上的吸氣劑層的吸氣能力。同時，泡沫金屬襯底的微觀結構類似于海綿狀，且其金屬晶向多元化，該多元化晶向的襯底有助于形成多晶向的吸氣劑薄膜。與原有的技術相比，本發明具有在單位面積上的吸氣性能優異、二次電子產額低、輕便緊湊等特點。

附圖說明

圖1a為鍍膜前，泡沫金屬銅襯底放大倍數600倍時的示意圖；

圖1b為鍍膜后，泡沫金屬銅襯底放大倍數600倍時的示意圖；

圖1c為鍍膜前，泡沫金屬銅襯底放大倍數30000倍時的示意圖；

圖1d為鍍膜后，泡沫金屬銅襯底放大倍數30000倍時的示意圖；

圖2a為V元素在激活前后的XPS示意圖；

圖2b為Ti元素在激活前后的XPS示意圖；

圖2c為Y元素在激活前后的XPS示意圖；

圖2d為Zr元素在激活前后的XPS示意圖；

圖2e為Hf元素在激活前后的XPS示意圖；

圖2f為Nb元素在激活前后的XPS示意圖；

圖3為泡沫金屬銅襯底的結構示意圖；

圖4為鍍膜后泡沫金屬銅襯底的二次電子產額圖；

圖5為泡沫金屬襯底的二次電子抑制機理示意圖；