特别适用于氢气和一氧化碳吸附的非蒸散型吸气剂合金的制作方法【专利说明】特别适用于氨气和一氧化碳吸附的非蒸散型吸气剂合金[0001]本发明设及具有增加的氨气和一氧化碳吸附速率的新型吸气剂合金，设及一种用于利用所述合金吸附氨气的方法，W及设及采用所述合金来去除氨气的氨气敏感装置。[0002]作为本发明的主题的合金特别适用于所有需要对于大量氨气和一氧化碳具有高吸附速率的应用。[0003]在运些新型吸气剂合金对其最具吸引力的应用中，有照明灯、真空累和气体净化。[0004]虽然在运些应用中使用吸气剂材料W用于去除氨气是已知的，但是目前开发和使用的方案不适于满足设置有越来越严格的限制和约束的持续技术发展所施加的要求。[0005]在照明灯中，尤其对于高压放电灯和低压隶灯，不仅氨气（即使是低水平的氨气）的存在显著降低装置性能，而且其他气体污染物的存在也显著降低装置性能。在设及用于氨气和残余一氧化碳吸附的不同材料的EP1704576中可W找到关于该劣化现象的更多信息。[0006]对于常规肥G合金，在运种特定的应用领域中，不仅在高溫下有效地吸附氨气的材料容量是特别重要的，而且对于一些灯而言，该材料对于其他气体种类吸附的高吸附速率和低活化溫度也是特别重要的。[0007]可W受益于使用能够在高溫下吸附氨气的吸气剂合金的另一应用领域是吸气累的应用领域。在多个专利如US5324172和US6149392W及国际专利公开W02010/105944(都W本申请人名义申请）中，描述了运种类型的累。能够在高溫下使用累的吸气剂材料提高了累在对其他气体的吸附容量方面的性能，但是在运种情况下，为了获得更好的装置性能，高吸附速率是与容量同样的主要问题。[000引受益于吸气剂材料能够W高吸附速率吸附氨气和一氧化碳的优点的另一应用领域是在半导体工业中使用的气体的净化。实际上，特别是在要求高流量的情况下(通常高于数升/分钟），吸气剂材料必须快速吸附气体物质W便于去除气体污染物如化、也0、02、C也、CO、C020[0009]在EP0869195和国际专利公开wo2010/105945(两者都臥本申请人的名义申请）中公开了用于去除氨气的最有效的解决方案中的两个解决方案。第一个解决方案利用错-钻-RE合金，其中RE最大可W为10%并且选自锭、铜和其他稀±元素，具体地，具有W下重量百分比的合金尤其受到关注:Zr80.8%-Co14.2%W及RE5%。相对地，第二个解决方案利用锭基合金W便于在高于200°C的溫度下同样使氨气的可去除量最大化，但是对于需要真空条件的许多应用的需求，其不可逆的气体吸附的性质基本上受限。[0010]在US4360445中描述了用于快速吸收氨气和其他不期望气体如C0、化和化的特定解决方案，但是其中所公开的氧气稳定化的错-饥-铁金属间化合物仅可W成功地用于特定的溫度范围内（即-196Γ至200°C)，其需要大量的氧气降低每克的吸附容量和吸附速率，即限制了其可能的应用领域。[0011]作为替代方案，US4839035公开了适于去除氨气和一氧化碳的非蒸散型吸气剂合金，其专注于在错-饥-侣体系中所选的富Zr组合物。即使运些合金似乎在便于制造工艺中的一些步骤中是有效的，但是在暴露于出及C0的情况下的吸收速率不足W用在许多应用中，例如不足W用在高真空系统的吸气累中。国际专利公开号wo2013/175340(?本申请人的名义)描述了一些稳定的吸气剂合金，其含有错、饥和铁（即不需要大量的氧气W获得金属间化合物)并且对于几种气体污染物具有改进的吸附容量。然而，W02013/175340未提及对于氨气W及同时对于其他气体物质即一氧化碳获得改进的吸附速率的方式。[0012]因此根据本发明的合金的对氨气和一氧化碳的改进特性必须W双重可能的意义来预计和评价，即对此的增加的吸附速率和具有低的氨气平衡压强。对于根据本发明的最具吸引力的合金，应当考虑到该性质并且将该性质与对于其他气体物质W及尤其对于C0的出乎意料的改进的吸附性能相关联。而且，运些合金示出较低的活化溫度和较低的颗粒损失W及较高的脆性和对氨循环的耐受性。[0013]因此本发明的目的是提供一种吸气装置，其基于使用能够克服现有技术缺点的新型非蒸散型吸气剂材料。运些目的通过包含四元非蒸散型吸气剂合金的粉末的吸气装置来实现，所述非蒸散型吸气剂合金包含错、饥、铁和侣作为组成元素，并且具有可W在W下原子百分比范围内变化的所述元素的原子百分比组成：[0014]a.错，38%至44.8%[0015]b.饥，14%至29%[0016]C.铁，13%至15%[0017]d.侣，11.5%至35%[0018]所述原子百分比范围被认为是相对于非蒸散型吸气剂合金中的错、饥、铁和侣的总和而言。[0019]本发明人出乎意料地发现当铁的量选自13%至15%的范围时，Zr-V-Ti-Al体系中的四元合金具有改进的出和C0吸附速率。[0020]任选地，非蒸散型吸气剂合金组合物还可W包含相对于总的合金组成小于8%的总原子浓度的一种或更多种金属作为附加的组成元素。具体地，运些一种或更多种金属可优选占0.1%至7%、更优选占0.1%至5%的总原子百分比选自铁、铭、儘、钻和儀。另夕h在该合金组合物中可W存在少量的其他化学元素，只要其相对于总的合金组成的总百分比小于1%即可。[0021]参照附图，根据本发明的一些非限制性实施方案的下面的详细描述，根据本发明的合金和装置的运些和其他的优点和特征对本领域技术人员将是清楚的，在附图中：[0022]图1示出了根据本发明的一个实施方案的包含吸气剂体的装置；[0023]图la和图lb示出了适于用在图1的吸气装置中的根据本发明的一些烧结的吸气剂体；[0024]图2至图4示出了根据不同的可行实施方案的由单个压制合金体制成的装置；W及[0025]图5至图8示出了根据本发明的基于合金粉末的其他吸气装置。[0026]在吸气累领域中，要求通过在高溫(例如在200°C)下操作W高效的方式来吸附氨气，所述操作W使得吸气剂材料也能够有效地吸附在待抽空的室中可能存在的其他气体杂质如化、此0、〇2、014、0)、0)2的方式进行。在运种情况下，作为本发明的主题的所有合金都具有在本应用中有利的特征，从而对多种气体杂质具有较高的亲和性的那些合金尤其有用。[0027]图1示出了通常组装成堆叠体（120)?获得具有增加的抽吸性能的目标的盘状吸气元件（121,121'，……）。该堆叠体可W装配有与支承元件（122)同轴的加热元件并且借助于合适的保持装置安装在真空法兰上或固定在真空室中。图la和图lb中示出了适用于得到所述堆叠体的吸气元件的一些非限制性实施方案。[0028]图2和图3分别示出了通过切割合适厚度的合金片制成的或通过合金粉末的压制得到的圆柱体20和板30。对于其实际使用而言，装置必须设置于保持不含氨气的容器中的固定位置处。装置20和30可W直接固定到容器的内表面上，例如当所述表面由金属制成时通过点焊直接固定到容器的内表面上。可替代地，装置20或30可W通过合适的支承体设置在容器中，并且安装在支承体上可W通过针焊或机械施压来进行。[0029]图4示出了吸气装置40的另一可能的实施方案，其中，使用根据本发明的合金的不连续体(discretebody),特别是对于那些具有高塑性特征的合金。在运种情况下，合金被制造成带的形状，从所述带切出期望尺寸的片41，并且使片41在其部分42处弯曲成围绕金属线形式的支承体43。支承体43可W是线状的，虽然考虑到运些合金的塑性，在围绕支承体43弯曲期间只要简单的施加便足够了，但是所述支承体43优选地设置有帮助片41定位的弯曲44、44'、44"，片41的形状可W借助在交叠区45中的一个或数个焊点（图中未示出）来保持。[0030]可替代地，根据本发明的其他吸气装置可W通过使用合金的粉末来制造。在使用粉末的情况下，运些粉末优选地具有小于500WI1的粒径，并且甚至更优选地具有小于300皿的粒径，在一些应用中粒径在0至125皿之间。[0031]图5示出了其中插入有支承体52的具有薄板(tablet)51形状的装置50的剖视图，运样的装置可W例如通过在模具中压制粉末来制成，其中在倒入粉末之前在模具中当前第1页1 2