專利名稱：在較高溫度下暴露于反應(yīng)性氣體下之后可在低溫下再活化的非蒸散型吸氣劑組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含有非蒸散型吸氣合金的組合物，它因在第一溫度下暴露于反應(yīng)性氣體下導(dǎo)致喪失其功能之后，可在低于第一溫度的第二溫度下藉助熱處理再活化。
非蒸散型吸氣合金(也稱為NEG合金)可以可逆地吸附氫氣和不可逆地吸附諸如氧氣、水、碳的氧化物之類的氣體，在一些合金的情況下，不可逆地吸附氮?dú)狻?br> 這些合金用于要求維持真空的許多工業(yè)應(yīng)用中，這些應(yīng)用的實(shí)例是離子加速器、X-射線發(fā)生管，由陰極射線管或CRT形成的顯示器，場(chǎng)致發(fā)射型平面顯示器(稱為FED)和用于熱絕緣的抽真空的夾套，如熱瓶(熱水瓶)、杜瓦瓶或油的提取和輸送的管道。
NEG合金可用于除去以上提及的氣體，當(dāng)其痕量地存在于其它氣體，例如希有氣體中時(shí)。實(shí)例是在燈泡，尤其用希有氣體以數(shù)千帕(百帕hPa)的壓力填充的熒光燈中使用，其中NEG合金具有的功能是，除去痕量氧氣、水、氫氣和其它氣體，以便保持用于燈泡操作的合適氣氛；另一實(shí)例是在等離子顯示器中的使用，其中NEG合金的功能基本上類似于在熒光燈中實(shí)現(xiàn)的功能。
這些合金通常具有鋯和/或鈦?zhàn)鳛橹饕M分且包括一種或多種選自過(guò)渡金屬、稀土元素或鋁中的額外的元素。
NEG合金是許多專利的主題。美國(guó)專利No.3203901公開(kāi)了Zr-Al合金，和尤其由本申請(qǐng)人以商品名St 101制造和銷售的重量百分組成為Zr 84％-Al 16％的合金；美國(guó)專利No.4071335公開(kāi)了Zr-Ni合金，和尤其由本申請(qǐng)人以商品名St 199制造和銷售的重量百分組成為Zr 75.7％-Ni 24.3％的合金；美國(guó)專利No.4306887公開(kāi)了Zr-Fe合金，和尤其由本申請(qǐng)人以商品名St 198制造和銷售的重量百分組成為Zr 76.6％-Fe 23.4％的合金；美國(guó)專利No.4312669公開(kāi)了Zr-V-Fe合金，和尤其由本申請(qǐng)人以商品名St 707制造和銷售的重量百分組成為Zr 70％-V 24.6％-Fe 5.4％的合金；美國(guó)專利No.4668424公開(kāi)了任選地添加一種或多種其它過(guò)渡金屬的Zr-Ni-稀土金屬混合物的合金；美國(guó)專利No.4839085公開(kāi)了Zr-V-E合金，其中E是選自鐵、鎳、錳和鋁或其混合物中的元素；美國(guó)專利No.5180568公開(kāi)了金屬間化合物Zr1M’1M”1，其中M’和M”彼此相同或不同，選自Cr、Mn、Fe、Co和Ni，和尤其由本申請(qǐng)人以商品名St 909制造和銷售的化合物Zr1Mn1Fe1；美國(guó)專利No.5961750公開(kāi)了Zr-Co-A合金，其中A是選自釔、鑭、稀土元素或其混合物中的元素，和尤其由本申請(qǐng)人以商品名St 787制造和銷售的重量百分組成為Zr 80.8％-Co 14.2％-A 5％的合金；美國(guó)專利No.6521014B2公開(kāi)了Zr-V-Fe-Mg-稀土金屬混合物的合金，和尤其由本申請(qǐng)人以商品名St 2002制造和銷售的重量百分組成為Zr 70％-V 15％-Fe 3.3％-Mn 8.7％-MM 3％的合金；其中MM是指稀土金屬混合物，即稀土元素的商業(yè)混合物，例如重量百分組成為50％鈰、30％鑭、15％釹，平衡量5％的其它稀土元素。
這些合金可單獨(dú)使用，或者以與第二組分，通常是能給予用合金形成的物體特定特征如較高機(jī)械強(qiáng)度的金屬的混合物形式使用這些合金。用于這一目的的最常用的金屬是鋯、鈦、鎳和鋁；在例如專利GB2077487中公開(kāi)了包括所引證的St 707合金和鋯或鈦的組合物，而在美國(guó)專利No.5976723中公開(kāi)了含有鋁和式Zr1-xTixM’M”的合金的組合物，其中M’和M”是選自Cr、Mn、Fe、Co和Ni中的金屬，x為0至1。
NEG合金的起作用的原理是在合金表面上的金屬與所吸附的氣體之間的反應(yīng)，其結(jié)果是在表面上形成金屬的氧化物、氮化物或碳化物層。當(dāng)表面覆蓋完全時(shí)，合金對(duì)于進(jìn)一步的吸附來(lái)說(shuō)是沒(méi)有活性的可在至少與操作溫度相同和優(yōu)選更高的溫度下，通過(guò)再活化處理來(lái)恢復(fù)其功能。
然而，在一些情況下，在比合金在先暴露于氣體下的溫度更高的溫度處，不可能處理合金供其活化或再活化。其中保持在真空或控制氣氛下的空間是由玻璃制造的壁來(lái)確定的器件，如CRT-型屏幕、平面顯示器(或者是場(chǎng)致發(fā)射顯示器或者是等離子顯示器面板)和燈泡中使用合金的情況尤其如此。當(dāng)這些器件仍然開(kāi)放且其內(nèi)部空間暴露于大氣下時(shí)，其制造通常提供插入在其最終位置內(nèi)的吸氣合金，之后，通過(guò)所謂的“熔接密封”步驟密封器件，其中在將被焊接在一起的兩塊玻璃部分之間放置低熔點(diǎn)玻璃，使其升高到約450℃，熔化，從而連接這兩部分。在密封之前(在所謂的“腔室內(nèi)”工藝中，其中器件的組裝步驟在真空或控制氣氛的外殼內(nèi)進(jìn)行)，或者更常見(jiàn)地，在熔接密封之后，藉助“尾管(tail)”，即導(dǎo)入所述空間且適于連接到泵送體系上的小的玻璃導(dǎo)管，在器件的內(nèi)部空間內(nèi)可獲得真空或控制的氣氛；在含有控制氣氛的器件，如等離子顯示器和一些燈泡的情況下，也使用尾管用以填充所需的氣體；最后通過(guò)密閉尾管，通常通過(guò)熱壓，來(lái)密封器件。在熔化情況下，在熔接密封過(guò)程中，NEG合金暴露于反應(yīng)性氣體的氣氛下，在“腔室內(nèi)”工藝的情況下，所述反應(yīng)性氣體是由低熔點(diǎn)玻璃糊劑釋放出的氣體，和在“尾管”工藝情況下，是與這些相同的氣體加上大氣氣體。在取決于該工藝的溫度下，發(fā)生合金與反應(yīng)性氣體之間的接觸其中可將該器件均勻地帶到爐內(nèi)的熔接密封溫度下，在此情況下，NEG合金將在約450℃的溫度下暴露于反應(yīng)性氣體下；在可供替代的情況下，可使用例如通過(guò)輻射的局部加熱，在此情況下，在操作過(guò)程中，吸氣劑溫度取決于其離熔接密封區(qū)的距離。在任何情況下，在這些操作過(guò)程中，NEG合金的表面強(qiáng)度不等地與所存在的氣體反應(yīng)，其結(jié)果是合金的至少部分失活，使得在該器件中，殘留的吸附速度和容量對(duì)于所預(yù)見(jiàn)的操作來(lái)說(shuō)可能導(dǎo)致不足；因此要求在至少等于，或者優(yōu)選高于熔接密封的溫度下再活化處理，然而，為了防止熔接密封糊劑的再熔化(其再熔化將危及焊接密封點(diǎn))和為了避免損害形成含吸氣劑的器件的器壁的玻璃質(zhì)部分的機(jī)械穩(wěn)定性，這通常是不可能的。
本發(fā)明的目的是提供含非蒸散型吸氣合金的組合物，它因在第一溫度下暴露于反應(yīng)性氣體下導(dǎo)致喪失其功能之后，可在低于第一溫度的第二溫度下藉助熱處理再活化。
根據(jù)本發(fā)明，用由下述粉末的混合物形成的吸氣劑組合物來(lái)實(shí)現(xiàn)該目的-第一組分，即鈦，它可能部分被鎳和/或鈷替代；和-第二組分，即非蒸散型吸氣合金，它包括鋯、釩、鐵，以及在錳和選自釔、鑭和稀土元素中的一種或多種元素之間選擇的至少一種另外的組分，其中各元素的重量百分?jǐn)?shù)可在下述范圍內(nèi)變化-60-90％的鋯；-2-20％的釩；-0.5-15％的鐵；-0-30％的錳；和-0-10％的釔、鑭和稀土元素及其混合物。
為了清楚起見(jiàn)，在說(shuō)明書和權(quán)利要求的其余部分中，根據(jù)在美國(guó)專利No.5961750中采用的定義，由釔、鑭和稀土元素及其混合物組成的元素被稱為“A”。優(yōu)選地，作為組分A，使用稀土金屬混合物，亦即含有鈰或者鑭作為主要組分和其它稀土元素的混合物作為平衡組分的商業(yè)混合物。
本發(fā)明者已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的組合物，與單獨(dú)的NEG合金和NEG合金與金屬的已知組合物相反，可以在通過(guò)熔接密封玻璃質(zhì)部分進(jìn)行焊接所要求的相對(duì)高的溫度，例如約450℃下，暴露于反應(yīng)性氣體(如大氣)下，然后可通過(guò)在較低溫度下的熱處理使之充分地再活化，以便不危及玻璃質(zhì)的焊接密封或靠近該組合物的玻璃部分的機(jī)械強(qiáng)度。
參考附圖，以下將描述本發(fā)明，其中-

圖1示出了本發(fā)明的兩種組合物和現(xiàn)有技術(shù)的組合物的吸附曲線。
-圖2示出了本發(fā)明的第三種組合物在熔接密封之前和之后的吸附曲線。
-圖3示出了本發(fā)明的第四種組合物在熔接密封之前和之后的吸附曲線。
-圖4示出了鈦和吸氣合金的已知混合物在熔接密封之前和之后的吸附曲線。
本發(fā)明組合物中使用的NEG合金包括鋯、釩、鐵，以及在錳和A之間選擇的至少一種另外的組分；其中錳和組分A不是二者擇一的，并且可同時(shí)存在于本發(fā)明的合金內(nèi)。
當(dāng)在本發(fā)明的組合物中使用的NEG合金不包括組分A時(shí)，各元素的重量百分?jǐn)?shù)可在下述范圍內(nèi)變化-60-90％的鋯；-2-20％的釩；-0.5-15％的鐵；-2.5-30％的錳。
在此情況下，優(yōu)選的組合物是Zr 72.2％-V 15.4％-Fe 3.4％-Mn 9％。
當(dāng)在本發(fā)明的組合物中使用的NEG合金不包括錳時(shí)，各元素的重量百分?jǐn)?shù)可在下述范圍內(nèi)變化-60-90％的鋯；-2-20％的釩；-0.5-15％的鐵；-1-10％的A。
在此情況下，優(yōu)選的組合物是Zr 76.7％-V 16.4％-Fe 3.6％-A 3.3％。
最后，當(dāng)在本發(fā)明的組合物中使用的NEG合金包括錳和組分A這二者時(shí)，各元素的重量百分?jǐn)?shù)可在下述范圍內(nèi)變化-60-85％的鋯；-2-20％的釩；-0.5-10％的鐵；-2.5-30％的錳；和
-1-6％的A。
在這后一情況下，優(yōu)選的組合物是Zr 70％-V 15％-Fe 3.3％-Mn 8.7％-A 3％，它相當(dāng)于前面引證的合金St 2002。
上述的NEG合金也可含有較小百分?jǐn)?shù)，通常低于5％的其它過(guò)渡金屬。
通常以粒度介于約10至250微米，和優(yōu)選約128微米的粉末的形式使用這些合金。
鈦通常以粒度介于約0至40微米的粉末形式用于本發(fā)明的組合物中?；蛘?，可使用氫化鈦TiH2，它在隨后的熱處理過(guò)程中釋放出氫氣，從而“就地”形成鈦。
NEG合金和鈦之間的重量比可在寬的范圍內(nèi)，如介于約1∶4至4∶1，優(yōu)選在約1∶2至2∶1范圍內(nèi)，甚至更優(yōu)選為約3∶2的比例。
在本發(fā)明的可供替代的實(shí)施方案中，可用鎳和/或鈷部分替代鈦。已觀察到本發(fā)明的組合物，在熔接密封過(guò)程中釋放出氫氣。這可能是因?yàn)樵谌劢用芊膺^(guò)程中吸附的水被該材料分解成氧氣和氫氣(根據(jù)對(duì)任何吸氣劑金屬和合金來(lái)說(shuō)常見(jiàn)的作用機(jī)理)；同時(shí)氧氣完全被該材料保留，氫氣的吸附是平衡現(xiàn)象，結(jié)果該元素被部分釋放。在一些應(yīng)用中，氫氣的釋放不是有害的，相反，它可輔助避免在熔接密封過(guò)程中最終器件的一些部件的氧化。然而，存在其中氫氣的釋放不是所需且必須至少最小化的一些應(yīng)用；例如在平面屏幕上進(jìn)行試驗(yàn)以評(píng)價(jià)本發(fā)明組合物的活化和吸附性能的過(guò)程中，已注意到如此釋放的氫氣導(dǎo)致屏幕亮度的不均勻。本發(fā)明者已發(fā)現(xiàn)用鎳和/或鈷的粉末部分替代鈦可減少該現(xiàn)象。以與前面對(duì)于鈦中所述的相同粒度使用這兩種元素的粉末。取代可達(dá)到鈦重量的約50％。
根據(jù)要生產(chǎn)的器件的種類和根據(jù)任何制造者所采用的具體的操作工藝，熔接密封處理可以不同。在這些處理過(guò)程中，吸氣劑組合物暴露于其下的持續(xù)時(shí)間、溫度和氣氛可以變化很大。結(jié)果可在寬范圍內(nèi)變化組合物與在熔接密封過(guò)程中存在的氣體的相互作用程度；一旦隨后再活化，這可導(dǎo)致組合物的氣體吸附性能的不可重復(fù)性。為了避免該問(wèn)題，可在通常足夠苛刻的控制條件下對(duì)本發(fā)明的組合物進(jìn)行預(yù)氧化處理；例如典型的處理可在空氣中在450℃下進(jìn)行20分鐘，從而獲得組合物的控制氧化。通過(guò)在時(shí)間、溫度和氣氛至少與最苛刻地預(yù)見(jiàn)的熔接密封處理相同的條件下預(yù)氧化組合物，確保在實(shí)際的熔接密封過(guò)程中，本發(fā)明組合物與周圍環(huán)境的進(jìn)一步的相互作用為0或無(wú)論如何下降。按照這一方式，可獲得本發(fā)明組合物的化學(xué)組成的“標(biāo)準(zhǔn)化”和因此在再活化之后其氣體吸附特征的較高的可重復(fù)性。
本發(fā)明的組合物可用于生產(chǎn)具有或不具有載體的各種形狀的吸氣器件。
當(dāng)僅由該組合物形成吸氣器件時(shí)，它通常為粒料形式，所述粒料是通過(guò)壓縮，將粉末的混合物傾倒入合適的模具和通過(guò)合適的沖壓機(jī)壓縮，其中所施加的壓力值通常高于5000Kg/cm2而獲得的。壓縮之后可接著進(jìn)行燒結(jié)步驟，其中粒料在真空或惰性氣氛下在介于約700至1000℃下經(jīng)歷熱處理。盡管在僅僅壓縮的情況下，吸氣器件通常具有粒料的形狀，當(dāng)還進(jìn)行燒結(jié)時(shí)，所述燒結(jié)增加成品物體的抗機(jī)械性，則也可獲得其它形狀，如相對(duì)薄的片狀。
作為可供替代的方案，吸氣器件包括承載在合適的機(jī)械襯底，通常是金屬上的本發(fā)明組合物粉末。襯底可以是金屬條或片，在此情況下，可通過(guò)冷軋或者篩網(wǎng)印刷，接著燒結(jié)，從而沉積組合物粉末；冷軋是粉末冶金學(xué)中公知的技術(shù)，而通過(guò)篩網(wǎng)印刷生產(chǎn)吸氣材料的沉積物則公開(kāi)于美國(guó)專利No.5882727中。襯底也可以是提供有至少一個(gè)開(kāi)口部分的各種形狀的容器，其中經(jīng)所述開(kāi)口部分，本發(fā)明的組合物可與氣體雜質(zhì)必須從中除去的空間，例如短的圓柱體接觸，其中傾倒粉末的混合物到所述空間內(nèi)，和之后通過(guò)合適的沖壓機(jī)在所述空間內(nèi)壓縮所述混合物。在本發(fā)明組合物引入到容器內(nèi)的情況下，通常不要求燒結(jié)。
通過(guò)下述實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。這些非限制性實(shí)施例示出了一些實(shí)施方案，這些實(shí)施方案被涉及為教導(dǎo)本領(lǐng)域的熟練人員如何實(shí)施本發(fā)明且代表認(rèn)為實(shí)施本發(fā)明本身最好的方式。實(shí)施例1-10涉及本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)的組合物在處理之前和之后的氣體吸附性能，其中所述處理模擬許多含吸氣劑組合物的器件制造中所使用的熔接密封工藝。實(shí)施例11涉及在熔接密封之后從本發(fā)明的一些組合物中釋放的氫氣。
實(shí)施例1使用0.10g粒度小于40微米的粉化鈦，和0.15g粒度為約125微米、重量百分組成為Zr 70％-V 15％-Fe 3.3％-Mn 8.7％-MM3％的粉化合金，制備厚度為0.5mm和直徑4mm的粒料；其中僅通過(guò)在10000Kg的壓縮下生產(chǎn)粒料。
如此生產(chǎn)的粒料在空氣中在450℃下經(jīng)20分鐘處理，以模擬熔接密封處理的條件。然后通過(guò)在真空下，在350℃下經(jīng)2小時(shí)熱處理，活化該粒料。
按照在標(biāo)準(zhǔn)ASTM F 798-82中所述的工序，通過(guò)采用4×10-5hPa的CO壓力操作，在如此處理的粒料上進(jìn)行室溫下的一氧化碳(CO)吸附試驗(yàn)。以吸附速度(以S標(biāo)出和以cc/s×g為單位測(cè)量，即每克合金每秒內(nèi)吸附的氣體體積cm3)作為吸附氣體量(以Q標(biāo)出和以cc×hPa/g為單位測(cè)量，即每克合金計(jì)，氣體的體積cm3乘以以hPa為單位的壓力測(cè)量值)的函數(shù)形式，在圖1中的曲線1圖示了試驗(yàn)結(jié)果。
實(shí)施例2重復(fù)實(shí)施例1的試驗(yàn)，但在此情況下在通過(guò)壓縮形成粒料之后，在惰性氛圍下，在870℃下經(jīng)40分鐘對(duì)其進(jìn)行燒結(jié)處理。在該粒料上進(jìn)行CO的吸附試驗(yàn)，結(jié)果在圖1中以曲線2的形式示出。
實(shí)施例3(比較)重復(fù)實(shí)施例1的試驗(yàn)，然而，使用現(xiàn)有技術(shù)的組合物獲得的粒料，該組合物由0.10g粉化鈦和0.15g重量百分組成為Zr 70％-V 24.6％-Fe 5.4％的合金粉末形成。在該粒料上進(jìn)行CO的吸附試驗(yàn)，結(jié)果在圖1中以曲線3的形式示出。
實(shí)施例4(比較)重復(fù)實(shí)施例1的試驗(yàn)，然而，使用0.25g已是本領(lǐng)域已知的僅由百分組成為Zr 70％-V 24.6％-Fe 5.4％的合金粉末組成的粒料。在該粒料上進(jìn)行CO的吸附試驗(yàn)，在圖中沒(méi)有示出該試驗(yàn)的結(jié)果，這是因?yàn)樽C明該粒料的吸附容量實(shí)際上等于0，因此相關(guān)的吸附數(shù)據(jù)不可檢測(cè)。
實(shí)施例5使用0.10g粒度小于40微米的粉化鈦，和0.15g粒度為約125微米、重量百分組成為Zr 72.2％-V 15.4％-Fe 3.4％-Mn 9％的合金粉末，制備厚度為0.5mm和直徑4mm的粒料；在合適的模具內(nèi)，在10000Kg下壓縮粉末混合物，然后在870℃下在真空下經(jīng)40分鐘對(duì)該粒料進(jìn)行熱處理。
一旦暴露于空氣下(空氣具有鈍化粒料的效果)，則通過(guò)在350℃的溫度下在真空下經(jīng)2小時(shí)熱處理，活化如此生產(chǎn)的粒料。如實(shí)施例1所述，在該粒料上進(jìn)行室溫下的一氧化碳(CO)吸附試驗(yàn)。以吸附速度(S)作為所吸附氣體量(Q)的函數(shù)形式，在圖2的曲線4中圖示了該試驗(yàn)結(jié)果。
實(shí)施例6用新的粒料重復(fù)實(shí)施例5的試驗(yàn)，區(qū)別僅在于在其制備之后，在450℃下，在空氣中經(jīng)20分鐘處理粒料，以模擬熔接密封處理的條件。然后，通過(guò)在350℃的溫度下在真空下經(jīng)2小時(shí)熱處理，活化該粒料。在與前面的試驗(yàn)相同的條件下，在第二種粒料上進(jìn)行CO吸附試驗(yàn)。在圖2的曲線5中圖示了該試驗(yàn)結(jié)果。
實(shí)施例7重復(fù)實(shí)施例5的工序，在此情況下使用0.15g重量百分組成為Zr 76.7％-V 16.4％-Fe 3.6％-MM 3.3％的合金制備的粒料，其中MM是指重量百分組成為50％鈰、30％鑭、15％釹、平衡量5％的其它稀土元素的混合物。
在圖3中以曲線6的形式示出了在該粒料上的CO吸附試驗(yàn)結(jié)果。
實(shí)施例8重復(fù)實(shí)施例6的工序，但使用用實(shí)施例7的合金獲得的粒料。
試驗(yàn)條件是洗滌液溫度設(shè)定為60℃，洗滌水/粉塵比設(shè)定為10，攪拌時(shí)間設(shè)定為30分鐘。
表3
表4
如表3和表4所示，當(dāng)不調(diào)整pH而洗滌電爐粉塵時(shí)，pH為6.7，顯示出弱酸性，此時(shí)Cl的除去率停留在大約52％，但是，當(dāng)添加NaOH調(diào)整pH大約為9～12時(shí)，Cl除去率上升至90％左右，Zn的損失也非常小。
另外，即使pH上升至13左右，Cl除去率的上升到達(dá)頂點(diǎn)，Zn的損失增加。
這時(shí)的濾液濃度(ppm)如表5所示。
表2
結(jié)果討論根據(jù)圖1-3所示的吸附曲線比較，可看出，用本發(fā)明組合物生產(chǎn)的粒料一旦熔接密封顯示出良好的吸附特征，甚至好于熔接密封之前所示的那些。
特別地，圖1示出了用本發(fā)明組合物生產(chǎn)的兩種粒料(有和無(wú)燒結(jié)，分別是曲線2和1)一旦熔接密封，則顯示出良好的吸附特征，因?yàn)樗鼈冊(cè)谝盐搅酥辽?cc×hPa/g的氣體量之后仍具有數(shù)量級(jí)為100cc×hPa/g的吸附速度。相反，由現(xiàn)有技術(shù)組合物獲得的粒料(曲線3)一旦吸附了小于0.5cc×hPa/g的CO，則似乎基本上已被耗盡；僅僅由已知合金獲得的粒料(實(shí)施例4)一旦熔接密封則不再具有任何吸附容量。
圖2和3完全出人意料地表明，本發(fā)明組合物在熔接密封之后的吸附特征好于在熔接密封之前的相同組合物。相反，由現(xiàn)有技術(shù)組合物獲得的粒料一旦熔接密封則顯示出強(qiáng)烈變差的吸附特征(圖4)。
這些數(shù)據(jù)還證明，與已知組合物相反，在本發(fā)明組合物的情況下，一旦于450℃下熔接密封，足以在較低溫度(在該實(shí)施例中為350℃)下再活化，以再次獲得良好的吸附性能。
實(shí)施例5所述的試驗(yàn)相反涉及在熔接密封過(guò)程中，被本發(fā)明的不同組合物保留的氫氣的容量；特別地，在表2中報(bào)道了相關(guān)數(shù)據(jù)。若所有氫氣被樣品保留，則每一樣品的“ΔH”值應(yīng)當(dāng)?shù)扔凇唉ぶ亓俊敝档?/9；實(shí)際上這沒(méi)有出現(xiàn)，這是因?yàn)閾?jù)認(rèn)為，在部分氫氣被釋放之前，通過(guò)用“ΔH”欄內(nèi)的數(shù)值除以在“Δ重量”欄內(nèi)的數(shù)值，然后將該結(jié)果乘以100，獲得與一旦吸水時(shí)所吸收的氫氣相比，樣品保留的氫氣百分?jǐn)?shù)；在最后一欄內(nèi)的數(shù)值越高，則從其保留氫氣的容量的角度考慮，樣品越好。根據(jù)該表的結(jié)果，看出用鎳和鈷取代部分鈦，和尤其用鎳取代10wt％的鈦，使得可明顯降低從本發(fā)明組合物中釋放的氫氣。
權(quán)利要求
1.吸氣劑組合物，它可通過(guò)在比在先暴露于反應(yīng)性氣體下的溫度低的溫度下處理而再活化，它由下述粉末的混合物形成-第一組分，即鈦，或鈦與鎳和鈷中的至少一種的混合物，其中鎳和/或鈷的存在量最多為第一組分的50wt％；-第二組分，即非蒸散型吸氣合金，它包括鋯、釩、鐵，以及在錳和選自釔、鑭和稀土元素中的一種或多種元素之間選擇的至少一種另外的組分，其中各元素的重量百分?jǐn)?shù)可在下述范圍內(nèi)變化-60-90％的鋯；-2-20％的釩；-0.5-15％的鐵；-0-30％的錳；和-0-10％的A；其中A是指釔、鑭、稀土元素及其混合物。
2.權(quán)利要求1的吸氣劑組合物，其中所述吸氣合金進(jìn)一步含有最多5wt％的其它過(guò)渡元素。
3.權(quán)利要求1的吸氣劑組合物，其中所述吸氣合金包括鋯、釩、鐵和錳，和這些元素的重量百分?jǐn)?shù)可在下述范圍內(nèi)變化-60-90％的鋯；-2-20％的釩；-0.5-15％的鐵；-2.5-30％的錳。
4.權(quán)利要求3的吸氣劑組合物，其中所述吸氣合金的重量百分組成為Zr72.2％-V15.4％-Fe3.4％-Mn9％。
5.權(quán)利要求1的吸氣劑組合物，其中所述吸氣合金包括鋯、釩、鐵，和選自釔、鑭和稀土元素中的一種或多種元素，和這些元素的重量百分?jǐn)?shù)可在下述范圍內(nèi)變化-60-90％的鋯；-2-20％的釩；-0.5-15％的鐵；-1-10％的A。
6.權(quán)利要求5的吸氣劑組合物，其中所述吸氣合金的重量百分組成為Zr 76.7％-V 16.4％-Fe 3.6％-A 3.3％。
7.權(quán)利要求1的吸氣劑組合物，其中所述吸氣合金包括鋯、釩、鐵、錳，和選自釔、鑭和稀土元素中的一種或多種元素，和這些元素的重量百分?jǐn)?shù)可在下述范圍內(nèi)變化-60-85％的鋯；-2-20％的釩；-0.5-10％的鐵；-2.5-30％的Mn；和-1-6％的A。
8.權(quán)利要求7的吸氣劑組合物，其中所述吸氣合金的重量百分組成為Zr 70％-V 15％-Fe 3.3％-Mn 8.7％-A 3％。
9.權(quán)利要求1的吸氣劑組合物，其中所述第一組分的粉末的粒度小于40微米。
10.權(quán)利要求1的吸氣劑組合物，其中所述第二組分的粉末的粒度介于10至250微米。
11.權(quán)利要求10的吸氣劑組合物，其中所述第二組分的粉末的粒度為約128微米。
12.權(quán)利要求1的吸氣劑組合物，其中所述第一和第二組分的粉末的重量比介于1∶4至4∶1。
13.權(quán)利要求12的吸氣劑組合物，其中所述比例介于1∶2至2∶1。
14.權(quán)利要求13的吸氣劑組合物，其中所述比例為3∶2。
15.可通過(guò)對(duì)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的組合物進(jìn)行氧化處理而獲得的吸氣劑組合物。
16.權(quán)利要求15的吸氣劑組合物，其中所述氧化處理相當(dāng)于生產(chǎn)組合物包含在其內(nèi)的器件可預(yù)見(jiàn)的熔接密封處理。
17.權(quán)利要求16的吸氣劑組合物，其中所述氧化處理包括在450℃下暴露于空氣中20分鐘。
18.使用權(quán)利要求1-17之一的組合物的吸氣器件。
19.權(quán)利要求18的器件，其僅由吸氣劑組合物的粉末形成。
20.權(quán)利要求19的器件，其通過(guò)在高于5000Kg/cm2的壓力值下壓縮吸氣劑組合物的粉末而獲得。
21.權(quán)利要求20的器件，它通過(guò)在介于700至1000℃的溫度下在真空或惰性氣氛下熱處理，燒結(jié)壓縮粉末的進(jìn)一步的步驟而獲得。
22.權(quán)利要求18的器件，它由通過(guò)機(jī)械襯底承載的吸氣劑組合物的粉末形成。
23.權(quán)利要求22的器件，其中所述襯底是金屬條或片。
24.權(quán)利要求23的器件，它通過(guò)在金屬條或片上冷軋粉末而獲得。
25.權(quán)利要求23的器件，它通過(guò)篩網(wǎng)印刷吸氣劑組合物的粉末而獲得。
26.權(quán)利要求22的器件，其中所述襯底是提供有至少一個(gè)開(kāi)口部分以允許吸氣劑組合物的粉末與氣體雜質(zhì)必須從中除去的空間接觸的容器。
全文摘要
公開(kāi)了含有非蒸散型吸氣合金的組合物，它因在第一溫度下暴露于反應(yīng)性氣體下導(dǎo)致喪失其功能之后，可在低于第一溫度的第二溫度下通過(guò)熱處理而再活化。
文檔編號(hào)C22C1/04GK1681952SQ03821681
公開(kāi)日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2003年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月13日
發(fā)明者A·加利托格諾塔, L·托亞, C·博菲托 申請(qǐng)人:工程吸氣公司