柔性多层吸气器的制作方法

专利名称：柔性多层吸气器的制作方法
技术领域：
本发明的示范性实施例涉及用于吸附气体的吸气器，特别涉及复合 材料吸气器。其他示范性实施例涉及用于生产该吸气器的方法。
背景技术：
在许多技术先进的应用中，利用非蒸散型吸气(NEG)材料进行气 体吸附。NEG材料被经常发现于两种应用中。在第一种应用中，NEG材 料用于通过吸附不想要的物质来净化气流。例如，在半导体工业中，使 用NEG材料将诸如氢、氧、氮、水、碳的氧化物和氮的氧化物的带来麻 烦的物质从惰性气体流中去除。类似地，诸如电灯泡的充有特定气体的 器件的制造过程中使用的气体被净化，以提供诸如提高灯丝寿命的优点。在第二种应用中，NEG材料用于在密封围罩内保持高的真空度。处 理室为半导体工业中的这种围罩的常见例子。这种围罩例如也可应用于 绝热装置中，例如用于热水瓶、杜瓦瓶、微电子封装件以及在北极和海 底区域中进行油的分离和输送的绝热管中。用于这些应用的密封围罩典 型地包括内壁和外壁，在这两个壁之间具有抽真空的容积。对于油的分 离和输送来说，必须频繁地使用绝热管，以防止流体的过度冷却。这种 冷却可造成油中的较重组分固化，结果是增加了其总粘度，并潜在地可 能造成堵塞。NEG材料可包括金属，例如锆和钛以及基于这些金属的合金及其化 合物。这种合金可包括例如从过渡金属和铝以及其氧化物中选出的一种
或更多种其他元素。NEG材料已经成为多个专利的主题。美国专利US 3，203，901描述了Zr-Al合金，并且特别描述了组分的重量百分比含量为Zr 84%-Al 16%的合金，其由SAES Getters S.p.A, Lainate， Italy以商标名St 101⑧生产和销售。美国专利US 4，071,335描述了Zr-Ni合金，并特别描述 了组分的重量百分比含量为Zr 75.7% - Ni 24.3%的合金，其由SAES Getters S.p.A， Lainate, Italy以商标名St 199⑧生产和销售。美国专利US 4,306,887描述了Zr-Fe合金，并特别描述了组分的重量百分比含量为Zr 76.6% - Fe 23.4%的合金，其由SAES Getters S. p. A, Lainate, Italy以商标名 Stl98⑧生产和销售。美国专利US 4，312，669描述了Zr-V-Fe合金，并特别 描述了组分的重量百分比含量为Zr 70%-V 24.6%-Fe 5.4%的合金，其由 SAES Getters S.p.A, Lainate, Italy以商标名St 707⑧生产和销售。美国专利 US 4，668，424描述了Zr-Ni-A-M合金，其中，A表示一种或更多种稀土元素， M表示从钴、铜、铁、铝、锡、钛和硅中选出的一种或多种元素。美国 专利US5，961，750描述了Zr-Co-A合金，其中，A是从钇、镧、稀土元素以 及其混合物中选出的一种元素。该专利申请特别披露了组分的重量百分 比含量为Zr 80.8%- Co 14.2%-A 5%的合金，其由SAES Getters S.p.A, Lainate, Italy以商标名St 787⑧生产和销售。NEG材料对气体的吸附似乎发生在两个阶段中。第一阶段是将气态 物质表面化学吸附到NEG材料的表面上，并通常伴随着该物质离解成其 组成原子。在第二阶段中，组成原子扩散到NEG材料中。在氢吸附的情 况下，随着氢原子扩散到材料内部，其首先形成固溶体，即使是在低温 下。随着氢浓度的增大，形成氢化物，例如ZrH2。即使在低温下，对氢 的吸附能力也很高。第二阶段对于诸如氧、碳和氮的元素是不同的。在相对低的温度下 (根据NEG材料的类型，通常低于大约300-50(TC)，只发生表面化学吸
附，且形成氧化物、碳化物或氮化物化合物的表面层。这些层有效地阻
止体积扩散的发生。在更高温度下，氧、氮和碳原子能够扩散到NEG材
料中，这样便再生了干净表面，以用于进一步的气体吸附。因此，通过
将NEG材料维持在充分高的温度下，能够连续地进行表面清洁。可替换 地，可通过将维持在低温下的NEG材料的表面周期性地达到充分高的温 度来对其表面进行清洁。后一过程通常被称作"活化"处理，并可以规 定的间隔或者在观察到吸附能力损失时进行这种处理。
然而，存在着许多应用，在这些应用中，NEG材料不能被加热从而 产生材料活化。这种应用包括在密封围罩中维持高的真空水平，该密封 围罩例如在X射线管、场发射平板显示器、热水瓶、杜瓦瓶、荧光灯以及 在油分离和输送中使用的绝热管中出现。另一种这种类型的重要应用是 用于电池中，包括诸如Ni金属氢化物电池的可充电电池和诸如传统的碱 性电池的不可充电电池。如现有技术中已知，电池包括阳极、阴极以及 位于其间的电解液，它们均容纳于一壳体内。碱性电池和可充电电池在 一定的工作条件下均可能释放氢气，从而造成壳体膨胀并产生爆炸危险。 氢气的积聚也可在气密容器、如军需品和烟火容器中发生。由于氢气的 存在，通过加热来活化NEG材料可能是极其危险的。
在这些低温应用中，相对少量的氧、氮或碳的吸附将在NEG材料的 表面上产生钝化层，如前所述，其防止进一步的气体吸附并将NEG材料 的吸附能力降低为理论值的一小部分。而且，钝化层阻碍了氢吸附，如 前面所解释，其将在很大程度上发生，即使在室温下。
在采用NEG材料的一些应用中，氢气的出现特别有害。在绝热应用 的情况下，这一点是因为氢气为优良的热导体。因此，在真空容积中， 即使少量的氢气也会显著降低其绝热性能。氢气在灯的气态填充混合物 中的存在可将改变放电条件，并因此防止灯的作用达到最佳，并且通常
使其寿命縮短。另外，因为氢气如果暴露在火花下将会迅速氧化，并导 致爆炸，因此氢气是危险的。当氢气从自身为爆炸性或易燃性的组分中 释放出来时，这是需要特别关注的。
可根据多种技术实现吸气沉积物的形成，以示例而非限制性的方式， 这些技术包括溅射、蒸发和沉积到载体上。溅射技术沉积厚度为几分之
一微米(micro,,)到几十微米的薄膜。这种薄膜通常对基底具有极好 的粘附力，并可以抵抗微粒的损失。利用溅射，也可以控制(至少在一 定限度内)沉积物的形态，从而对于预期的应用来说使其达到最佳。例 如，柱形形态可显示出高的比表面积(沉积物的每单位重量上的表面积)。 而且，利用这种技术，能够以高的精度水平甚至控制沉积物的横向位置， 从而确保将吸气沉积物准确地对齐。由于溅射的优点，其在许多应用中 为优选的技术。美国专利US 2004/0253476描述了多层吸气器结构的构造。
吸气材料可以被挤压和烧结，以便形成球丸、圆盘或者其他有用的 形状。也可以采用诸如冷轧或丝网印刷的技术将材料粉末沉积到大体平 坦的基底上。球丸的形成、容器的使用以及冷层压在粉末冶金领域是公 知的，且丝网印刷技术应用于吸气材料上的细节在美国专利US 5,882,727
中进行了描述。
吸气材料典型地被处理，以清洁吸气材料的表面，其可活化吸气材 料。即使吸气材料已经被化学活化，其仍可进行进一步热活化。在升高 的温度下，结合了吸气器的装置的组件趋向于释放气体。活化通常在一 腔室内进行，该腔室被抽吸，从而去除这些气体，但是，在最后阶段， 吸气器被封装在装置内。在关闭腔室时，从外部抽吸变得无效。然后， 可通过泵入惰性气体或非活性气体或者维持真空来控制装置内的环境。 从那一点来说，吸气器吸收从组件排出到环境中的气体。
在一些情况下、例如维修时可能不便使吸气材料活化。由于吸气器 被典型地热活化，吸气器的更换是耗时的任务，其涉及在配置其之前将 该吸气材料加热到所需的温度。实际上，在每一种情况下，不要求活化 的吸气材料比要求活化的吸气材料更加方便。
由于吸气器经常相对大且体积大，正在努力以降低其尺寸。但是， 仍难以将一些吸气器放入特定的环境中。例如，在MRI机器没有改进或
重新设计的情况下，将吸气材料置于MRI机器上的杜瓦瓶内部或周围是
不可能的。在一些情况下，可获得的吸气器只是太厚或者不能有效地散 布到一区域上。大部分体积可能来自于基底，该基底通常是陶瓷的。
许多吸气材料随时间变化而粒化。因功能或甚至美学原因，不希望 吸气材料的片块掉落到环境中。例如，相对单纯的观察者可能感觉具有 粒化吸气器的装置被破坏或者质量低。消耗材料的颗粒可能影响装置的 机械或电子功能。
许多吸气器产生水蒸气或除去有机物。这在一些情况下可能是不希 望的。 一些腐蚀性有机物如氯和氟被除去潜在地造成损害。
吸气材料可能是昂贵的。可能由于昂贵的基底材料和/或吸气材料自 身而导致成本升高。而且，因为基底的特性，如基底与吸气材料的相对 成本以及难以将吸气器从基底上去除，通常不能低成本地反复使用吸气 材料。由于一些吸气器使用相对昂贵的材料、例如钯，这是不经济的。
吸气材料可能难以输送。这是由于包括吸气材料的脆弱性、基底的 脆弱性、吸气材料的反应性、或者吸气器或吸气器粘附到其上的基底的 体积等原因。
吸气材料可能是脆弱的，因为其例如是脆性的、易破碎的、或者易 于通过环境或者其他污染而减弱。在采用吸气器后，其也可能是脆弱的。
这种脆弱性通常包括易于受到诸如灰尘、温度、光线、湿气、以及其他 环境因素的污染。
吸气材料也可能难以生产或者其生产很耗时。例如，吸气器基底必 须在涂敷吸气材料之前典型地在多种溶剂中煮沸。吸气材料经常必须焊 接到适当位置上，以防止其来回移动。其他吸气材料重且难以沉积到所 需的位置上。

发明内容
在各种实施例中，已经减少或消除了上述问题中的一种或多种。 根据一个实施例的多层吸气器可用在各种应用中。以示例而非限制 性的方式，多层吸气器可用在密封容器中，该密封容器中含有从中除去 氢气的物品。在一些情况下，物品可不利地受到水的影响。有利地，根 据一个实施例的多层吸气器可吸收除去的氢气，而不会产生水副产品。 在一些情况下，可能希望"在使用中"取代或采用多层吸气器。有利地， 根据一个实施例的多层吸气器可能不需要活化。
多层吸气器的上述使用仅仅为一个非限制性的示例。根据一个实施 例的多层吸气器可实际上用在任何吸气应用中，其具有至少通过多种实 施例之一基本上可以得到的参数。


附图中示出了本发明的一些实施例。然而，这些实施例和附图是说 明性、而非限制性的；其提供了本发明的一些示例。 图1示出了根据一个实施例的柔性吸气器。 图2示出了根据一个实施例的具有箔片基底的吸气器。 图3示出了根据一个实施例的三层吸气器。
图4示出了根据一个实施例的可替换三层吸气器。 图5示出了根据一个实施例的吸气器带。
图6示出了根据一个实施例的多层吸气器的概念示意图。 图7 — 1 l示出了根据一些实施例的方法的流程图。 在附图中，类似的附图标记表示类似的部件。
具体实施例方式
图1示出根据一个示范性实施例的柔性吸气器100 (不成比例)。柔 性吸气器100包括透气层102、储气层104和阻挡件106。
在图l的示例中，以示例而非限制性方式，透气层102可以是厚度小 于大约l(Him、更优选小于大约5pm的钯涂层。更大的厚度可使得氢气吸 收的速度减慢并且消耗更多量的昂贵的钯。在一个示范性的实施例中， 透气层的厚度在大约0.5^im和大约2pm之间。更小的厚度可能增加针孔缺 陷的几率或者降低耐用性。可对各种应用进行成本/性能分析，这对本领 域的技术人员来说是显而易见的。
在一个示范性的实施例中，以示例而非限制性方式，透气层102可以 包括金属、如钯以及钯与另一种材料的化合物。以示例而非限制性方式， 钯可包括一定含量的锡、金、硼、铅、银或其组合物。根据一个实施例 的钯银合金可包括高达大约30%的原子百分数的银。
例如，添加到钯中的添加剂可用于增加可由透气层102吸附的给定气 体压力和温度的氢气的浓度。可能注意到，添加剂增加了氢气的溶解性， 这是因为添加剂表面似乎扩大了钯内部的间隙位置的尺寸。然而，随着 间隙位置被填充，添加剂趋于降低氢气的溶解性。有利地，由于储气层 104将氢气抽吸通过透气层102，在特定的实施例中，可较少地考虑氢气 的降低的溶解性。
钯和包含钯的材料并非可以使用的唯一材料。通常，根据一个实施 例的透气层102应当为关于目标气体是催化性(接触反应)的、可透过 目标气体、并且抗阻塞。多种材料可包括这些性能中的一些或全部。以 示例而非限制性方式，这种材料可包括铱、铑、钌、钛、钽、铂或者其合金。许多过渡金属元素，特别是第vni族过渡金属元素、如镍和铂以可逆方式自然地吸附氢气。而且， 一些材料可通常不是催化性的，但是可 表面处理成催化性的。这些材料可以用在透气层102中。在示范性的实施例中，目标气体的吸附包括以催化(接触反应)方 式将目标气体分子分裂成原子或者更小的分子。氢气(H2)的分子可在由透气层102吸附之前分裂为其组成原子。目标气体可以是在吸附目标气 体之前首先裂解的化合物或混合物的一部分。例如，磷化氢(PH3)除气 伴有一定的军需品(军火)产生。在这种情况下，目标气体可替换地指 磷化氢或氢气。为了吸附氢，透气层102必须首先将磷化氢裂解，从而释放氢。有时将分子分裂成组成原子或者更小的分子称作分裂。例如，氢气 的分裂可由公式表示H2e 2Had，其中，Had表示吸附氢。或者，在磷 化氢的情况下，PH3 o P + 3Had。在一个实施例中，双向箭头^用来表示 反应是可逆的。在氢气的情况下，分解的氢原子可扩散到(通常是金属的)晶格中。 扩散到晶格中的氢占据了晶格中的间隙位置。这种现象已经通过中子衍 射得到验证并从其它证据中推出。金属晶格在冶金技术中是已知的，因 此，在此不提供金属晶格的详细描述。可能注意到，能够使目标气体的原子或分子溜过晶格结构的晶格可 被称作可透过目标气体。由于氢原子非常小，透气层102通常至少可透过 氢。分解的氢原子的扩散可由以下公式表示Had。 HM，其中，Hm表示
金属晶格中(例如，钯晶格中)的氢。透气层102对氢气之外的其他气体 而言是可透过或不可透过的。原子或分子可占据透气层102的表面上的位置，或者，如果原子或分 子足够小，其可更深入到晶格中。在原子或分子占据表面位置但是没有 经过更深的内部时，透气层102可能由于阻塞而具有降低的吸气能力。这 可在较大的原子或分子被吸引(和"粘附")到透气层102的表面上但是 太大而不能通过时发生。其他型式的阻塞是腐蚀，其与由大的原子或分子造成的阻塞类似。 材料的耐腐蚀性根据材料而不同。贵金属、如金和银已知在许多应用环 境、如空气中是耐腐蚀的。另一方面，尽管铁可以制成合金以使得其耐 腐蚀，但是，铁在空气中不是特别耐腐蚀的，这是因为其易于氧化。钯 在空气中是耐腐蚀的(例如，抗氧化)。一些材料不是特别耐腐蚀的，尽管这些材料可制造优良的吸气器。 以示例而非限制性的方式，钛具有对氢的优异吸气能力，并可吸附相对 大量的氢，但是趋于在空气中氧化，形成氧化物表面层，该氧化物表面 层降低了钛的吸气能力。例如，在钛升华泵中使用钛。由于钛升华泵相 对氧化较快，其通常在真空或者无氧环境下使用。在图l的示例中，储气层104由透气层102覆盖，且至少在一定程度上 被该透气层102保护。在上下文中使用的术语"覆盖"指透气层102基本 涂敷储气层104的表面。针孔不是必然显著降低吸气器100的吸气能力， 但是，在一个实施例中，避免了透气层102中的针孔。而且，透气层102 可以覆盖或不覆盖储气层104的整个表面，或者只是覆盖表面，而没有覆 盖储气层104的边缘。储气层104可以是或者不是耐腐蚀的。实际上，诸如钛之类的贵重的 用作气体存储材料的一些材料可在空气中氧化。储气层104例如可包括诸 如钛、锆、铪、铌、钽、钒、或钇、或者其与过渡金属元素(例如，钛、 锆、铬、锰、铁、钴、镍、铝、铜、锡、硅、钇或镧)的合金、稀土元 素、或其混合物。而且，可以采用金属化合物和合金，如金属氧化物，以及非金属吸气材料和吸收器。示例包括Ti-V合金、Zr-V合金、Zr-Al合 金、Zr-Fe合金、Zr-Ni合金、Ti-V-Mn合金、Zr-Mn-Fe合金、Zr-V-Fe合金、 Zr隱Ni-A-M合金、以及Zr-Co-A合金，其中，A表示Y、 La、任何稀土元素、 或者其混合物，M表示Co、 Cu、 Fe、 Al、 Sn、 Ti、 Si、或其混合物。在图l的示例中，以示例而非限制性方式，储气层104可以是钛层， 其厚度小于大约20pm，更优选小于大约5nm。在一个实施例中，储气层 104的厚度可在大约l(im和3(im之间。储气层104可更薄，但是可俘获在储 气层104内部的目标量可能具有或没有直接的质量关系。因而，如果储气 层104薄，其例如将不可能保持同样多的氢气。相反，如果储气层104的 厚度大于几微米，储气层104例如可以保持更多的氢气。因此，在不同的 实施例中，可以采用0.1(im厚的储气层104或者lmm厚的储气层104。储气 层104的厚度可根据使用的吸气材料和应用参数而定。在一个示范性的实施例中，储气层104用作吸附的目标气体(如，氢 气)的存储器。可由材料吸收的氢气的量涉及用于该材料的西弗特法则 关系(Sievert，s law relationship)。由于透气层102不必用作存储器，透气 层材料不必具有优异的西弗特法则关系。然而，根据在给定的应用中需 要吸附的气体量，储气层104应具有相对高的西弗特法则关系。西弗特法则确立给定的材料可在给定的压力下保持多少量的气体。 在适度的压力下，例如，溶解在固态金属中的氢气的浓度由下述公式表不c = sp1/2，其中 C是与压力P的气态氢保持平衡的溶解氢的浓度，S是西弗特参数。西 弗特法则在材料科学中是公知的，因此，省略对西弗特法则的详细描述。在各种实施例中，透气层102可通过各种技术沉积到储气层104上，以示例而非限制性方式，这些技术包括蒸发或溅射技术、来自气相沉积的化学沉积，通常称作化学气相沉积(CVD)、液相注入、或者辊涂。 如这里所使用，辊涂指用吸气材料涂敷到一巻柔性基底上。在一个示范性的实施例中，储气层104可粘合到储气层104上，这样， 在二者之间没有很大的间隙，从而便于将目标气体穿过透气层102抽吸 (泵送)到储气层104中。尽管可能在所述层之间存在一些间隙，通常， 良好的粘合将会导致改善的吸气能力。这是因为储气层104的抽吸作用可 均匀地横跨透气层102，抽吸力垂直地作用于透气层102的表面上，从而 基本上作用于整个表面上。在一些情况下，间隙或材料沉积可置于储气 层104和透气层102之间，其可能降低吸气能力，但是带来其他益处。在一个示范性的实施例中，储气层104的可以具有比透气层102高的 相关西弗特参数比。因而，以示例而非限制性方式，扩散到可透过氢的 透气层102中的氢原子穿过透气层102被抽吸到储气层104，由此使得系统趋于平衡。应当指出，在氢气的情况下，空气具有非常低的氢气分压力。 因而，在吸气器100失去吸气能力之前，其将在空气中搁置较长的时间周 期。为了便于说明，在空气中保持较长的时间周期的吸气能力的吸气器 IOO被称作在空气中基本上是非活性的。在各种应用中，"长的时间周期" 可用小时、天、月、或年来测量。在一个示范性的实施例中，储气层104用作目标气体的存储器，但是 通过透气层102来保护该储气层104不受其他气体或环境因素的不利影 响。如果存储器被充满，则存储器和周围环境可能达到平衡。然而，如
果存储器不满，则将俘获到透气层102中的目标气体的原子或分子将趋于被抽吸并俘获到存储器中。使用粉末微粒的复合材料吸气器在美国专利US 6,682,817 ('817专 利)中进行了描述。在'817专利中，钯层部分地覆盖粉末微粒。'817专利 也描述了用于增加吸气器的表面积的柱状形态。在一个示范性的实施例中，储气层104是整体式的。根据一个实施例 的整体式储气层104通常将不认为包括颗粒，而且，整体式储气层104将 不认为具有柱状形态。这可降低粗糙处理将造成颗粒破碎或者材料将在 使用中颗粒化的可能性。在一个实施例中只是基本整体式的整体式储气 层104可粘合到透气层102上，并且其间基本上没有间隙。储气层104不必 依赖更大的表面积、如由柱状形态所提供的表面积来俘获分子，因为透 气层102覆盖整体式储气层104，用作储气层104和目标气体之间的透气阻 挡件。储气层104可使用若干不同技术中的任何一种形成，以示例而非限 制性方式，包括蒸发或溅射技术、CVD、液相注入、或辊涂。阻挡件106在与透气层102相反的一侧保护储气层104。应当指出，在 没有清楚地限定的侧面的实施例中，阻挡件106可替代地称作未被透气层 102覆盖的储气层104的保护部分。在一个实施例中，阻挡件106可包括钝 化层(passivation layer) 107。如这里所使用的，钝化层107为降低表面化 学反应性的层。钝化层107可包括一个氧化层。在一个可替换的实施例中， 阻挡件106和钝化层107是相同的。在另一个实施例中，阻挡件106可包括柔性基底，如箔片(例如，参 见图2)。在该实施例中，可以省去或不省去钝化层107。例如，如果柔 性基底保护储气层104，则将不必形成钝化层107。在又一个实施例中， 阻挡件106可以是透气层102，其与透气层102类似或相同(例如，参见图 4)。
钝化层在材料科学中是公知的，因此，除了示出阻挡件106可通过将 与透气层102相对的储气层104的表面的可控钝化来产生外，这里没有提 供详细的描述。阻挡件106可包括储气层104的材料(例如，钛)，其例 如与氧反应，从而产生氧化层(例如，氧化钛)。优选的阻挡件材料可 根据储气层104的制造材料而不同，但是，氧化物阻挡件将为用于许多吸气材料的适当阻挡件。如果阻挡件106包括钝化层，例如氧化物阻挡件，则刮去阻挡件106 可导致储气层104的吸气能力减弱，这是由于刮擦可使储气层104暴露于 周围环境中。幸运地，阻挡件106在许多环境中至少是部分自行恢复的 (self healing)。以示例而非限制性方式，如果储气层104包括钛，通过 刮擦而暴露的表面，阻挡件106可能在空气中相对迅速地氧化。在一个示范性的实施例中，包括覆盖储气层104的透气层102的多层 吸气器具有附加优点-至少直到储气层104充满-透气层102不用作目标气 体的存储器。这是因为随着目标气体穿过透气层102到达储气层104，该 目标气体在该透气层102内部是瞬时(随时间消逝)的。如在材料科学中 已知，例如，吸附的氢可改变吸气材料的特征，经常使得材料颗粒化或 者经受与间隙位置处的氢相关的机械应力的其他变化。吸附氢的吸气器 中的特征变化是脆弱的。有利地，由于目标气体在透气层102内是瞬时的，透气层102例如对 氢的吸附没有显著减弱。由于氢位于储气层104的间隙位置处，随着氢被 吸气器100吸附，透气层102基本保持其弹性。而且，在一个示范性的实 施例中，阻挡件106没有吸附大量的其他气体(或者阻挡件106自身是透 气的)，因此，阻挡件106也维持其弹性。尽管储气层104吸收目标气体 的能力不是必然减弱，但是，在发生减弱的情况下，透气层102和阻挡件 106可提供弹性，并且，例如保护明显的颗粒化。
已经示出，氢吸附例如改变了金属的一些物理特性。其中，这些改 变的物理特性可包括电阻。对于许多金属来说，确信从与氢原子相关的 电子进入基体金属的S-和d-带造成费米表面变化并致使能带位移。费米电 子包围氢原子，有效地产生中性原子，尽管屏蔽电子不处于界态。由于目标气体在透气层102内是瞬时的，如前所述，随着目标气体被吸附并存储在储气层104内，对透气层102的影响达到最小程度。然而， 在储气层104变满时，透气层102可连续地吸附目标气体。利用这一原理， 能够检测透气层102的特性，从而确定吸气器100是否充满。例如，可以 测量透气层102的电阻。如果电阻高于在透气层102已经吸附了少量气体 或没有吸附气体时测量的量，则吸气器100用于气体的容量可能已经被耗 尽。与本发明的一个实施例相关的另一个优点源自于这样的事实，艮P， 氢在空气中的分压力是无关紧要的。因而，吸气器100可在空气中较长时 间地维持吸气能力。然而，在具有氢污染的环境中，氢的分压力将升高， 并且吸气器100以较大的比率吸附氢。因此，在一个实施例中，吸气器IOO 可被制造成尽可能容易地操作一巻可商购铝箔(尽管可取的是保持吸气 器适当地免受污染)。与本发明的一个实施例相关的另一个优点在于，吸气器100可在没有 干燥剂的情况下制造。干燥剂使得吸气器吸收通常存在于空气中的湿气。 因此，必须保护这些形式的吸气器使之不受湿气的影响。根据一个实施 例，吸气器100是无干燥剂的。例如，钯不是千燥剂。因而，如果透气层 102例如包括钯，则吸气器100可被制成为无干燥剂的，并且耐水蒸汽。 在延长吸气器100的寿命方面，这是重要的优点。吸气器100具有两个分支途径来降低湿气。首先，吸气器100从周围 环境中去除氢，使得氢不可与氧结合从而形成水。其次，吸气器100不容
许吸附的氢在吸附之后与氧结合，因此，没有作为副产品的水被释放。因此，吸气器100不产生作为副产品的水。例如，在含有火焰的军需品箱的情况下，火焰可除去氢。然而，如 果吸气器吸附氢，则释放作为副产品的水，火焰将受到湿气的损害。例如，钯-氧化物吸气器可与反应式PdO + 2H 0 Pd + H20相关。为了消 除水，这种吸气器可加入干燥剂，例如，该干燥剂与PdO混合。如前所述， 干燥剂可降低产品的寿命和耐久性。另外，通常在干燥剂上方存在水蒸 气压力，其可造成腐蚀或者以其他方式对存储在盒体中的军需品产生不 利影响。附加地，干燥剂总是庞大的。以示例而非限制性方式，在杜瓦瓶或者其他超绝热系统的情况下， 在操作中可低温吸附的水蒸气可在系统处于室温时转变成蒸气。这产生 其他气体源，从而维持系统中的对流热损失以及系统冷却期间通过煮沸 的制冷剂损耗。有利地，在一个示范性的实施例中，吸气器100不产生这 种源气。非水副产品也是同样成问题的，或甚至更糟。例如，热的环境温度 造成可商购吸气器产品除去有机物，该有机物对电子器件或军需品是有 害的。另一方面，在一个示范性的实施例中，吸气器100不除去有机物。 由于吸气器100没有有害的副产品，将其称作无副产品。如果金属元件是薄且柔性的，吸气器100可以被称作多层吸气器箔 片。例如，在一个实施例中，储气层104可包括钯箔片。许多金属可制成 薄的、柔性的叶片或者薄片，并被描述为箔片。原则上，箔片可以巻起 或折叠以及展开，而不会实际上损害箔片的整体性，或者在吸气器的情 况下，不会损害吸气能力。图2示出了根据一个示范性的实施例带有箔片基底的吸气器110。吸 气器110包括透气层112、储气层114、以及箔片基底116。在一个实施例 中，透气层112与透气层102 (图l)类似。在一个实施例中，储气层114 与储气层104 (图l)类似。在图2所示的实施例中，箔片基底116可以是超高真空(UHV)或者 真空级的铝箔。已经发现，大而薄的箔片基底难以在吸气材料层沉积在 箔片上之前进行RF蚀刻。这是由于RF功率反射问题。在一个意义上，箔 片用作大的天线，其威胁或用作RF蚀刻系统中的变化负荷(或者通过将 太多的能量反射回到溅射目标的溅射系统)。已经发现，消除例如可能昂贵、耗时或者二者均有的清洁处理的一 种途径是在箔片基底116和涂敷系统托盘之间建立充分的电接触，然后执 行RF蚀刻，其中基底搁置在该托盘上，该清洁处理例如使用溶剂、酸、 或表面活性剂来进行。该接触基本上为物理接触，其作为溶液不是立即 显而易见的。用作基底的更加昂贵且刚性的材料典型地与托盘进行优良 的物理接触，因为其是大体平坦和刚性的。而且，在蚀刻时，箔片改变 形状，产生吸引或者致使灾难性的等离子体放电的点。在使用刚性且昂贵的基底的工艺中，RF蚀刻工艺参数是正向功率或 者用向后推入最大4W的电路中的标称反射功率进入500W的蚀刻工艺中 的功率。在由工程师在SAES Getters USA, Inc.进行的实验中，在启动用来 保护电源的断路器之前，箔片的使用使得反射功率上升到略高于80W。 工程师的第一反应是设置80W的软件启动点以保护设备。等离子体放电 以低至60W的反射功率连续进行，并不时集中于点源处，然后穿过箔片， 由此熔化或以其他方式破坏箔片。最后，发现一种方法，其使得工程师能够获得30 —50W的标称范围 的反射功率。该方法包括增加箔片周围的物理接触。容许在系统没有停 止的情况下继续进行该过程的功率范围为10 — 61W。作为该方法，其使 得工程师在50 — 60W的范围内有规律地稳定该过程，而不需额外的劳力、 时间和成本。这有利于快速的蚀刻速率。然而，随着系统中积累的热造 成箔片抬起并且过度的反射功率返回自身时，工程师降低每次运行的箔 片件数。在一个示范性的实施例中，降低反射性问题的一种方式是在箔片的 边缘周围维持稳固的物理接触。以示例而非限制性方式，边缘周围的物理接触可使用卡普顿(Kapton)带、螺钉和不锈钢配重来实现。其他技 术可用于确保充分的物理接触，从而容许箔片的安全RF蚀刻。已经发现，在应用储气层114之前， 一些箔片不必用溶剂(例如异丙 醇、甲醇以及二甲苯酚)进行处理。例如，在没有预先化学处理箔片的 UHV箔片上制备层112和114时，确定箔片的吸气能力与在已经化学处理 了的UHV箔片上制备吸气器110时的吸气能力基本相同。已经发现， 一些箔片不必用蒸发技术进行预处理。在可替换的实施 例中， 一些箔片仍需要执行化学基底处理或者采用蒸发预处理技术。在 任何情况下，RF蚀刻是预处理箔片的有效技术。在一个示范性的实施例 中，RF蚀刻例如用于将有机物和氧化物从箔片上去除。即使具有良好的物理接触，将第一层吸气材料溅射到箔片基底上也 可能是困难和耗费劳力的。在一个示范性的实施例中，通过使用热蒸发 来降低与溅射相关的反射性问题。如在吸气器生产的现有技术中所已知，通常在用吸气材料进行处理 之前对基底进行掩模设置。有利地，在一个示范性的实施例中，在RF蚀 刻、沉积储气层U4、或者在储气层114的顶部沉积透气层112时，不必设置掩模。在一个示范性的实施例中，在储气层114沉积在箔片基底116上之后， 可立即将透气层112沉积在储气层114的顶部。与一些现有技术的教导相
反，储气层U4应当是整体式的(例如，非柱形的)。透气层112和储气 层114的表面应当如实际上或低成本地紧密粘合(或结合)到一起。可商购的吸气器典型地至少为0.010"厚。另一方面，箔片基底116可 以非常薄。在另一个实施例中，吸气器110比可商购的吸气器更薄，或者 厚度大约小于0.010"。有利地，箔片基底116可以薄至0.0075pm，即超薄 型金属箔片的厚度。在一个实施例中，吸气器110的厚度为大约0.0015"。在一个示范性的实施例中，吸气器110可用于杜瓦瓶中。当吸气器110 在杜瓦瓶的空隙中巻起时，吸气器110可通过对流(通过吸气功能)和辐 射(通过金属箔片基底116的屏蔽)来降低热传导。而且，在一个实施例 中，吸气器110可改装到现有的杜瓦瓶上，而不需对没有任何吸气器活性 的杜瓦瓶做出改变。通常，这些优点可应用于除了杜瓦瓶之外的应用， 如任何实际的容器或绝热装置。图3示出了根据一个示范性实施例的三层吸气器120。吸气器120可包括透气层122、透明层124、储气层126和阻挡件128。在一个实施例中， 透气层122与透气层102 (图l)类似。在另一个实施例中，储气层126与 储气层104 (图l)类似。以示例而非限制性方式，阻挡件128可包括钝化 层、箔片基底、或一些其他柔性基底。在图3的示例中，透明层124可透过目标气体。将透明层插入透气层 122和储气层126之间的一个理由可能是成本。例如，透气层122可制得非 常薄，透明层124插入非常薄的透气层122和储气层126之间，从而缓冲或 保护储气层126。假设透气层材料很昂贵，将该层制得很薄，从而可得到 较低成本的吸气器120。在一个示范性的实施例中，透气层122可包括昂贵的材料(例如钯)。 在材料昂贵时，需要使得透气层122的厚度最小化。在一个实施例中，包 括钯的透气层122的厚度可能仅为大约1000埃。在厚度小于大约10,000埃
时，经常难以去除例如钯中的针孔缺陷。然而，只有1/10的钯需要用在1000 埃的层中，且透明层124可保护储气层126。与透气层102 (图l)类似，透气层122需要具有三个特征相对于目 标气体的催化性、可透过目标气体、以及抗阻塞性。另一方面，透明层 124不必具有催化特征，这是由于目标气体在其到达透明层124时已经分 解。而且，根据透气层122容许穿过到达透明层124的气体，可以考虑或 不考虑抗阻塞性。例如，如果透气层122只容许氢穿过从而到达透明层 124，透明层124需要仅仅可透过氢，并且例如由于氧化而产生的抗阻塞 性是不相关的。因而，透明层124只具有前面描述的透气层的中的一个特 征-可透过目标气体。在一个实施例的特定示例中，透气层122包括钯，透明层124包括钴， 储气层126包括钛。为了该特定示例的目的，透气层122的厚度大约为1000 埃。可以指出，钯层如此薄，以至于透气层122的材料成本可显著降低。 由于钴相对不昂贵，材料的总成本可大大降低。为了该特定示例的目的， 透明层可从几千埃到大约5微米。图4示出了根据一个示范性实施例的可替换的三层吸气器130。吸气 器130可包括透气层132、储气层134、以及透气层136。在一个实施例中， 透气层132与透气层102 (图l)类似。在另一个实施例中，储气层134与 储气层104 (图l)类似。在图4的示例中，透气层136类似于透气层102 (图l)。如图4所示， 透气层132、 136将储气层夹在其间。该结构可能在特定例子中是希望的。 例如，如果油溢出到透气层132上(以及透气层132将受到油的不利影响)， 透气层136可仍对于目标气体是催化性和可透过的。这防止吸气器的一侧 的污染破坏吸气器130的吸气能力。
为降低成本，在一个可替换的实施例中，以类似于参考图3所述的方 式，附加的透明层可夹在透气层132、 136和储气层之间。图5显示了根据一个示范性实施例的吸气器带140。吸气器带140可包 括透气层142-1至142-N(以下将统称为透气层142)、储气层144-1至144-N (以下将统称为储气层144)、以及带形基底146。在一个实施例中，透 气层142与透气层102 (图l)类似。在另一个实施例中，储气层144与储 气层104 (图l)类似。在图5的示例中，带形基底146可包括取决于吸气器带140的预期应用 所采用的材料。例如，如果一部分吸气器带140可定位(点固)焊到金上， 则带形基底146可由金制成。在一个实施例中，透气层142和储气层144可 以分段，在各段之间留有间隙148。在另一个实施例中，透气层142和储 气层144可以是连续的，在各段之间没有间隙148。在一个可替换的实施 例中，带形基底146可包括粘结剂。在一个实施例中，吸气器带140可相对宽而长。例如，吸气器带140 可以如同一巻实际上任何宽度或长度的铝箔。由于储气层144被透气层 142保护，吸气材料应当是足够耐久的，从而容许"在场中"将多片吸气 材料撕下。柔性基底上的吸气器、如吸气器IIO (图2)可与根据一个实 施例的类似方式使用。图6示出了根据一个示范性实施例的多层吸气器150的概念图。在图6 的示例中，多层吸气器150包括钯和钛金属晶格。金属晶格可被逻辑上再 分成第一部分152、第二部分154、第三部分156和第四部分158。第一部 分152包括金属晶格，该金属晶格包括钯。第二部分154包括金属晶格， 该金属晶格包括钯和钛。第三部分156和第四部分158包括金属晶格，该 金属晶格包括钛。
在图6的示例中，示出了金属晶格外部的氢分子160。由于钯对于氢 分子是催化性的，氢分子160可分裂成组分氢原子162，并被吸附到金属 晶格的第一部分152的间隙位置中。吸附在第一部分152中的氢可被认为 是氢浓度的波前。根据平衡原理，在该过程中，氢扩散到第一部分152， 充满最近位置。尽管如果第一部分150是封闭系统，扩散到第一部分152中的氢最终 将达到平衡，随着图6的示例中传播开的氢，氢最终将到达第二部分154。 包括钯和钛的第二部分154的间隙位置稍"大于"只有钯的间隙位置。第 二部分154的较大间隙位置更吸引氢原子。因而，到达第二部分154的氢 原子具有从第一部分152到达第二部分154中的可能性。第二部分154中的氢原子164不太可能返回到第一部分152，这是因为 第二部分154的较大间隙位置具有更大的吸引力。在氢原子进入第二部分 154时，其根据平衡原理再次进行，扩散到第二部分154内。最终，随着氢原子164扩散到第二部分154中，氢原子164到达第三部 分156。第三部分156的间隙位置对氢原子164更具吸引力。因而，氢具有 从第二部分154进入第三部分156的增大可能性。随着氢原子166在第三部 分156的金属晶格内部传播开从而达到平衡，该氢原子166不太可能返回 第二部分154中。第四部分158为氢原子166的阻挡件。在图6的示例中，第四部分158 包括氧化钛(在概念上表示为氧原子168，其俘获或俘获在钛的间隙位置 内)。第四部分158可被认为是钝化层或氧化层。在一个可替换的实施例 中，第四部分158可用一些其他阻挡件、如箔片基底代替。由于第四部分 158防止氢原子166从第三部分156逃离(以及氢不太可能穿过第二和第一 部分)，第三部分156有效地俘获氢原子166。
应当指出，第一、第二和第三部分可被认为具有两层(第一侧包括 钯，第二侧包括钛)。理论上，第二层可以不存在，尽管实际上在例如 钯层和例如钛层之间不太可能例外地具有完美的分隔。应当指出，图6不是金属晶格的实际描述。晶格是很难在纸面上表示 的三维结构。然而，金属晶格在冶金领域是已知的。因而，已经将金属 晶格的实际描述省略。使用柔性吸气器的方法柔性吸气器可以多种方式使用，该柔性吸气器中的一些示例参考图l-6如上所述。图7-ll示出了根据这些实施例的方法的流程图。图7示出了根据一个示范性实施例用于配置柔性吸气器的方法的流 程图170。在一个实施例中，流程图170开始于模块172，在此，柔性吸气 器被包装，以用于输送。柔性吸气器的透气层可使得该柔性吸气器相对 具有弹性。不过，也可能需要在输送吸气器时采取一些预防措施。例如，可能需要收縮包装或者真空包装柔性吸气器。真空包装是公 知的。然而，有利地，柔性吸气器可制备为一巻(更象一巻可商购铝箔)。 可在装运之前真空包装整巻。可替换地，以示例而非限制性方式，柔性 吸气器可包装成多个薄片，其收縮包装在叠层中或者气密容器中。与典型的可商购吸气器不同，柔性吸气器可经受住不利的环境条件。 因而，即使包装在运输中被刺破，该柔性吸气器在收到时仍有充分理由 相形相信可以使用。在一个实施例中，流程图170在模块174处继续，在此，从包装中取 出柔性吸气器，容许柔性吸气器自活化。这可通过操作人员或机器人来 完成。由于柔性吸气器相对具有弹性，用于保护柔性吸气器的额外步骤 是不必要的，并且正常环境(包括氧气、灰尘、水蒸气等)将大概不会 不利地影响柔性吸气器的性能。然而，可能希望避免污染柔性吸气器的 表面。因而，技术人员可能应当戴上手套并保持工作环境相对无污染物， 如发动机燃料或润滑剂。有利地，在一个示范性的实施例中，柔性吸气器可在收到之后立即 使用。这是由于以下事实，即柔性吸气器不需要化学或热活化。 一旦打 开包装(其可能是真空包装)，柔性吸气器可以被展开。这可称作柔性 吸气器的"自活化"功能。在一个实施例中，流程图170在模块176处继续，在此放置柔性吸气器。有利地，在一个示范性的实施例中，柔性吸气器相对较薄。在一个 特定实施例中，柔性吸气器可以与可商购的铝箔一样薄。柔性吸气器的 厚度便于其放置在其中具有最小空间的若干不同位置处。柔性吸气器例 如可用作薄片或蜷縮到容器的一角。图8示出了根据一个示范性实施例将柔性吸气器应用于工作环境中 的方法的流程图180。在一个实施例中，流程图180在模块182处开始，此 处一巻柔性吸气器被可接近地安置。有利地，在一个实施例中，柔性吸气器不会受到正常工作环境的不 利影响。以示例而非限制性方式，柔性吸气器可附装到墙壁或桌子上， 而不需要额外的保护措施。在正常环境下， 一巻(成巻的)柔性吸气器 应当保持长时间的吸气能力。在一个实施例中，流程图180在模块184处继续，其中一片柔性吸气 器从该巻中撕下。由于柔性吸气器可在工作环境下置于便利的位置，技 术人员只在需要时撕下一片。在一个示范性的实施例中，不需要活化， 从而为技术人员节约了大量的时间。在一个实施例中，流程图180在模块186处继续，在此，放置了柔性 吸气器的片。 一旦已经放置了柔性吸气器，其他优点是明显的。例如， 柔性吸气器未产生水或有机污染物。在其中湿气可对元件造成损害和有
机污染物可腐蚀元件或容器的应用中，这是特别有益的。因而，柔性吸 气器对于定期的吸气器更换、例如在军需品(军火)容器或杜瓦瓶中的 每年更换来说是很有用的。图9示出了根据一个示范性实施例的用于回收吸气材料的方法的流程图190。在一个实施例中，流程图190在模块192处开始，在此，多层吸气器箔片被置于回收箱中。可能注意到，流程图190涉及多层吸气器箔片 的回收利用。然而，这种方法甚至更加易于应用到无基底的吸气器中， 这是由于可以消除有关将箔片基底去除的步骤。为此，流程图190的一些 模块是完全可选的。(应当指出，在可替换的实施例中，任何模块可以 是或可以不是可选的。)多层吸气器箔片可方便地置于工作环境中，如参考图9所解释。可很 容易地将回收箱置于同一区域中。与例如具有陶瓷基底的吸气器不同， 循环利用吸气器箔片和无基底的吸气器是很经济的。在一个实施例中，流程图1卯在模块194处继续，在此，吸气器箔片 被输送到回收设备。在一个示范性的实施例中，可压縮箔片，以去除空 气。在一个示范性的实施例中，由于箔片没有颗粒化，压缩过程将相对 清洁，并且在压实的箔片被输送到回收设备时，颗粒不应掉落。在一个 示范性的实施例中，回收设备可现场放置。在一个实施例中，流程图190在模块196处继续，其中多层吸气器箔 片的箔片基底在低于贵重吸气材料的熔点的温度下熔化。熔点相对较低 的箔片基底、如铝箔可被熔化，使得其他吸气材料作为浮渣残留在液态 基底材料的表面上。吸气材料以高于例如铝的温度熔化，例如以示例而 非限制性方式，该吸气材料包括钯和钛。如果热源在现场，用于循环利 用的材料可异常轻质，这是由于在一个实施例中，箔片构成吸气器箔片 的大多数质量。 在一个实施例中，流程图190在模块198处继续，再生了贵重的吸气 材料。在一个实施例中，如果铝基底被熔化，则可将钯和钛从表明挖去。在可替换的实施例中，吸气材料可以其他方式回收，以示例而非限 制性方式，这些其他方式包括将吸气器箔片溶解在酸中，并将吸气材料 电解去除，这在冶金技术领域中是已知的。类似地，在熔化箔片基底之 后，回收的吸气材料以电解方式相互化学隔离。可替换地，吸气材料可 加热到其中一个吸气材料(例如，钛)的熔点，只剩下用于回收的其他 吸气材料(例如，钯)。在任何情况下，昂贵组分如钯的回收变得经济 可行，这是因为箔片基底相对较不昂贵，利用相对的容易性，可将昂贵 的组分从较不昂贵的组分中隔离开，或者将二者均分离出来。图10示出了根据一个示范性实施例用于检测多层吸气器的方法的流 程图200。在一个实施例中，流程图200在模块202处开始，在此测试多层 吸气器的表面。以示例而非限制性方式，该测试可测量多层吸气器的表 面层的电阻。已知在金属吸附目标气体时诸如电阻之类的特征发生改变。 因而，例如，测量电阻可显示出吸气器的气体吸附能力是否己耗尽。测试多层吸气器的电阻可能是困难的。例如，多层吸气器(例如， 图2中的吸气器110)在概念上可构造成并联的三个电阻。总电阻为三个 电阻的倒数之和。为了说明而非限制性目的，采取钯的透气层112、钛的 储气层114、以及铝的箔片基底116。由于铝的电阻低，且在至少一个实 施例中，其厚度将比钯层和钛层的厚度大，铝的贡献如此高，以致于测 得的电阻始终是铝层的电阻。有利地，如果基底是绝缘体(或者具有相对高的电阻)，可以进行 测量。例如，多层吸气器(例如，图I的吸气器IOO)可在概念上构造为 并联的两个电阻(忽略阻挡件106的假定低电阻)。为了示出而非限制性
的目的，采取钯的透气层102、钛的储气层104、薄而柔性的绝缘体的阻挡件106。为了进一步降低多层吸气器的电阻，可进一步隔离透气层。以示例 而非限制性方式，叉指型接触图案可置于各层的一个或多个表面上，从而进一步检测电阻的变化。另外，使用聚合物/金属多层(如在生产VIP包膜时所使用的，其在材料工程中是已知的)可进一步便于测量透气层。在一个实施例中，流程图200在模块204处继续，如果表面特征与累 积在表面层内部的目标气体量相关，则更换多层吸气器。有利地，表面 层可以是透气的，且另一层用作存储器。例如，表面层的电阻将基本上 不变，直到存储器充满。因而，当存储器充满时，表面特征将与累积在 表面层中的目标气体量相关。这里所用的存储器是指吸附目标如氢并且不释放目标的吸气器。这 与非存储器式吸气器不同，在吸附的氢与氧结合时，非存储器式吸气器 可释放作为副产品的水。图ll示出了根据一个示范性实施例的构建吸气器箔片的方法的流程 图210。在一个实施例中，流程图210在模块212处开始，在此，通过在箔 片的边缘处提供稳固(可靠)的物理接触使箔片的反射率降低。边缘周 围的物理接触可使用多种技术中的任何一种完成，以示例而非限制性方 式，所述技术包括卡普顿(Kapton)带、螺钉和不锈钢配重。在一个实施例中，流程图210在模块214处继续，在此，在箔片上进 行RF蚀刻。已经发现， 一些箔片不必通过化学或其他手段进行预处理； RF蚀刻是充分的。在一个实施例中，RF蚀刻用于例如从箔片上去除有机 物和氧化物。在一个实施例中，流程图210在模块216处继续，在此，吸气层置于 箔片上。在一个实施例中，流程图在模块218处继续，在此，催化层沉积 在吸气层上。产品是多层吸气器箔片。这里描述的多层吸气器可构造成多种形状。例如，多层导线的芯部 可以是气体存储器，其由这里描述的透气层覆盖。可替换地，多层球丸 (pellet)的芯部可以是气体存储器，其由这里描述的透气层覆盖。这里所使用的术语"实施例"意味着用来以示例而非限制性方式进 行描述的实施方式。本领域的技术人员将可以理解，前述示例和优选实施例是示范性的， 并且不限制本发明的范围。在阅读了说明书并研究了附图后对本领域的 技术人员而言显而易见的对本发明的所有变化、改型、等同替换和改进 均包含在本发明的实质精神和范围内。
权利要求
1.一种多层吸气器箔片，包括储气层，其具有第一表面和第二表面；透气层，其覆盖储气层的第一表面；阻挡件，其位于储气层的第二表面上。
2. 如权利要求l所述的吸气器，其特征在于，透气层可透过氢气。
3. 如权利要求l所述的吸气器，其特征在于，在小于大约30(TC的温 度下，透气层可透过目标气体。
4. 如权利要求l所述的吸气器，其特征在于，透气层具有催化特性。
5. 如权利要求l所述的吸气器，其特征在于，透气层将氢气分解，氢 扩散到透气层的金属晶格中。
6. 如权利要求l所述的吸气器，其特征在于，透气层将磷化氢分子裂 解，并吸附通过磷化氢分子裂解而释放的氢。
7. 如权利要求l所述的吸气器，其特征在于，透气层被表面改性，以 获得催化特性。
8. 如权利要求l所述的吸气器，其特征在于，透气层是抗阻塞的。
9. 如权利要求l所述的吸气器，其特征在于，透气层是耐腐蚀的。
10. 如权利要求l所述的吸气器，其特征在于，透气层是抗氧化的。
11. 如权利要求l所述的吸气器，其特征在于，透气层包括钯。
12. 如权利要求i所述的吸气器，其特征在于，透气层包括第vm族过渡金属。
13. 如权利要求l所述的吸气器，其特征在于，透气层包括钯和从由 锡、金、硼、铅、银以及其组合所组成的组中选出的元素的合金。
14. 如权利要求l所述的吸气器，其特征在于，透气层的厚度小于大约10微米。
15. 如权利要求l所述的吸气器，其特征在于，透气层粘合到储气层上。
16. 如权利要求l所述的吸气器，其特征在于，储气层是整体式的。
17. 如权利要求l所述的吸气器，其特征在于，储气层包括从以下组 中选出的材料，所述组由钛、锆、钽、铌、铪、钒、钇或者至少一种金 属与从由过渡金属元素、稀土元素和铝组成的组中选出的一种或多种元 素的合金组成。
18. 如权利要求l所述的吸气器，其特征在于，储气层是基本上无副 产品的。
19. 如权利要求l所述的吸气器，其特征在于，储气层是无干燥剂的。
20. 如权利要求l所述的吸气器，其特征在于，储气层耐水蒸气。
21. 如权利要求l所述的吸气器，其特征在于，储气层的厚度小于大 约20微米。
22. 如权利要求l所述的吸气器，其特征在于，当储气层的第二表面 与一基底化学反应时，形成所述阻挡件。
23. 如权利要求l所述的吸气器，其特征在于，阻挡件包括钝化层。
24. 如权利要求l所述的吸气器，其特征在于，阻挡件至少部分地自 行恢复。
25. 如权利要求l所述的吸气器，其特征在于，透气层为第一透气层， 阻挡件为第二透气层。
26. —种多层吸气器箔片，包括 箔片基底；储气层，其由箔片基底支承；以及透气层，其覆盖储气层。
27. 如权利要求26所述的吸气器，其特征在于，所述储气层结合到箔 片基底和透气层上。
28. 如权利要求26所述的吸气器，其特征在于，所述储气层附着到箔 片基底和透气层上。
29. 如权利要求26所述的吸气器，其特征在于，箔片基底包括金属。
30. 如权利要求26所述的吸气器，其特征在于，储气层粘合到透气层上。
31. 如权利要求26所述的吸气器，其特征在于，储气层由大致整块材 料组成。
32. 如权利要求26所述的吸气器，其特征在于，储气层包括吸氢材料。
33. 如权利要求26所述的吸气器，其特征在于，储气层包括从以下组 中选出的材料，所述组由锆、钛、钽、铌、铪、钒、钇或者至少一种金 属与从由过渡金属元素、稀土元素和铝组成的组中选出的一种或多种元 素的合金组成。
34. 如权利要求26所述的吸气器，其特征在于，储气层的吸氢能力大 于钯的吸氢能力。
35. 如权利要求26所述的吸气器，其特征在于，透气层可透过氢气。
36. 如权利要求26所述的吸气器，其特征在于，透气层是抗阻塞的。
37. 如权利要求26所述的吸气器，其特征在于，透气层是抗氧化的。
38. 如权利要求26所述的吸气器，其特征在于，透气层是耐腐蚀的。
39. 如权利要求26所述的吸气器，其特征在于，透气层包括催化层。
40. 如权利要求26所述的吸气器，其特征在于，透气层包括催化层， 并且其中催化层将氢分子裂解，然后吸附分解的氢原子。
41. 如权利要求26所述的吸气器，其特征在于，透气层包括催化层， 并且其中催化层将磷化氢分子裂解，然后吸附分解的氢原子。
42. 如权利要求26所述的吸气器，其特征在于，透气层包括贵金属。
43. 如权利要求26所述的吸气器，其特征在于，透气层包括从由第 VIIA族和第Vin族元素组成的组中选出的材料。
44. 如权利要求26所述的吸气器，其特征在于，多层吸气器箔片的厚 度小于0.01英寸。
45. 如权利要求26所述的吸气器，其特征在于，多层吸气器箔片的厚 度为大约0.015英寸。
46. —种吸气器，包括储气层，其具有第一表面和第二表面，以用于吸收目标气体； 透明层，其粘合到储气层的第一表面上，其中，该透明层可透过目标 气体；透气阻挡件，其粘合到透明层上，该透气阻挡件可透过目标气体； 位于储气层的第二表面上的阻挡件，其中，在工作过程中，目标气体 进入透气阻挡件，且储气层将目标气体抽吸通过透明层而到达储气层。
47. 如权利要求46所述的吸气器，其特征在于，透气层小于大约10,000
48. 如权利要求46所述的吸气器，其特征在于，阻挡件包括钝化层。
49. 如权利要求46所述的吸气器，其特征在于，阻挡件包括基底。
50. 如权利要求46所述的吸气器，其特征在于，阻挡件包括透气阻挡件。
51. —种吸气器，包括 第一透气层； 第二透气层；以及 储气层，其夹在第一透气层和第二透气层之间，其中储气层被第一透 气层和第二透气层保护，以基本上免受周围环境的影响。
52. —种成巻的吸气材料，包括 储气层，其具有第一表面和第二表面； 透气层，其覆盖储气层的第一表面； 粘合剂，其附着到储气层的第二表面上。
53. —种吸气器，包括 柔性基底；储气层，其由柔性基底支承；以及 透气层，其覆盖储气层。
54. 如权利要求53所述的吸气器，其特征在于，柔性基底为带形基底。
55. 如权利要求53所述的吸气器，其特征在于，柔性基底包括适于定 位焊到一表面上的材料。
56. —种吸气器，包括 无副产品的整体式吸气层；以及 无副产品的催化吸气层，其覆盖整体式吸气层。
57. 如权利要求56所述的吸气器，其特征在于，无副产品的催化吸气层是非颗粒化的。
58. 如权利要求56所述的吸气器，其特征在于，无副产品的催化吸气 层是自活化的。
59. —种吸气器，包括 催化装置，其用于将氢分子分解； 透气介质，其用于使分解的氢通过；氢抽吸装置，其用于将来自催化装置的分解氢抽吸通过透气介质进入 气体存储器。
60. —种吸气器，包括耐水的催化层，其在空气中基本上是非活性的； 气体抽吸层，其从催化层抽吸氢，并不会产生水副产品。
61. —种吸气器，包括 自活化的透氢吸气层；无副产品的氢泵，其俘获通过自活化的透氢吸气层的氢。
62. —种使用吸气器箔片的方法，包括 包装柔性吸气器，以用于输送；从包装中取出柔性吸气器，容许柔性吸气器自活化； 根据需要放置柔性吸气器。
63. —种制造吸气器箔片的方法，包括通过在箔片的边缘处提供稳固的物理接触来降低箔片的反射率；在箔片上执行RF蚀刻；以及将吸气层置于箔片上。
64. 如权利要求63所述的方法，其特征在于，还包括达到大约30-50W的标称范围的反射功率。
65. 如权利要求63所述的方法，其特征在于，还包括以大约50-60W 的反射功率稳定RF蚀刻过程。
66. 如权利要求63所述的方法，其特征在于，将吸气层置于箔片上包 括在箔片上辊涂吸气层。
67. 如权利要求63所述的方法，其特征在于，将吸气层置于箔片上包 括使用溅射、蒸发、冷轧或丝网印刷，以沉积吸气层。
68. 如权利要求63所述的方法，其特征在于，还包括在吸气层上沉积 催化层。
69. 如权利要求68所述的方法，其特征在于，还包括将吸气层紧密地 粘合到催化层上。
70. —种使用吸气器箔片的方法，包括 可接近地安置一巻柔性吸气器； 从该巻中撕去一片柔性吸气器； 根据需要放置柔性吸气器片。
71. —种高效地回收吸气材料的方法，包括 将使用过的吸气器箔片置于回收箱内； 将吸气器箔片输送到回收设备；在小于贵重吸气材料的熔点的温度下使吸气器箔片的基底熔化； 回收贵重的吸气材料。
72. —种用于确定吸气器是否已用过的方法，包括 测试多层吸气器的表面层的特征，其中多层吸气器的表面层覆盖该多层吸气器的存储层；确定该特征是否与累积在表面层中的目标气体相关，存储层将目标气 体从表面层中抽吸出来，直到存储层基本充满；如果该特征与累积在表面层中的目标气体相关，则更换多层吸气器。
73. 如权利要求72所述的方法，其特征在于，还包括提供绝缘基底。
74. 如权利要求72所述的方法，其特征在于，还包括在储气层上提供 一个交指型接触图案。
75. —种减少杜瓦瓶中的热传递的方法，包括 放置吸气器箔片；通过吸收除去的氢减少以对流方式进行的热传递；以及 通过吸气器箔片的屏蔽减少以辐射方式进行的热传递。
76. 如权利要求75所述的方法，其特征在于，还包括将吸气器箔片改装到现有杜瓦瓶设计上，而不需要杜瓦瓶的改变。
77. 如权利要求75所述的方法，其特征在于，还包括自活化吸气器箔片。
78. —种保护军需品容器中的军需品的方法，包括 将自活化吸气材料暴露于周围环境中一段时间，其中周围环境包含氧气和水蒸气；在需要时选择一部分自活化吸气材料； 将一部分自活化吸气材料置于气密容器内。
79. 如权利要求78所述的方法，其特征在于，所述部分自活化吸气材 料是无副产品的。
80. 如权利要求78所述的方法，其特征在于，还包括在气密容器中设 置木炭过滤器，以吸收有机物。
81. 如权利要求78所述的方法，其特征在于，还包括根据从气密容器 的内容物中除去气体的速率周期性地更换自活化吸气材料。
82. —种吸气器，包括 气体存储器导线；透气层，其涂覆在气体存储器导线上，其中，气体存储器被第一透气 层和第二透气层保护，从而免受周围环境的影响。
全文摘要
一种柔性多层吸气器(100)，带有覆盖储气层(104)的透气层(102)。在一个实施例中，透气层(102)覆盖部分储气层(104)。在另一个实施例中，阻挡件(106)覆盖部分储气层(104)。阻挡件包括箔片基底、钝化层或透气层。
文档编号B32B15/00GK101163586SQ200680012634
公开日2008年4月16日 申请日期2006年2月16日 优先权日2005年2月17日
发明者A·孔特, E·里齐, R·库尔贝里, T·阿姆斯特朗 申请人:泽斯吸气剂公司