[发明专利]一种基于泡沫金属衬底的五元钛合金吸气剂

说明书

本发明公开了一种基于泡沫金属衬底的五元钛合金吸气剂，包括泡沫金属衬底以及设置于泡沫金属衬底的吸气剂层，其中，吸气剂层为TiZrVHfY薄膜层或者TiZrVHfTa薄膜层，该吸气剂具有更好低的激活温度、更低的二次电子产额和轻便紧凑的特点。

技术领域

本发明属于真空技术领域，具体涉及一种基于泡沫金属衬底的五元钛合金吸气剂。

背景技术

吸气剂作为获得高真空的重要手段之一，在高能粒子加速器、电真空器件、真空技术、高精密测试装置、高精密器件、原子能工业等科研与生产中都起着至关重要的作用。同时，真空材料表面二次电子的发射会影响电真空器件等的工作性能。目前的吸气剂激活温度一般在140℃以上，使用范围受到限制。比如当衬底为铝合金时，在140℃以上的高温下激活时易导致铝合金衬底产生形变，从而对系统整体的结构稳定性造成影响。因此，如何获得低二次电子产额和低激活温度的吸气剂材料成为一个关键问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于泡沫金属衬底的五元钛合金吸气剂，能够降低材料表面的二次电子产额，同时该吸气剂薄膜具有更低的激活温度。

为达到上述目的，本发明所述的基于泡沫金属衬底的五元钛合金吸气剂包括泡沫金属衬底以及设置于泡沫金属衬底的吸气剂层，其中，吸气剂层为TiZrVHfY薄膜层或者TiZrVHfTa薄膜层。

在真空状态下，吸气剂层在100℃的高温下持续加热2小时以上，吸气剂层表面的金属氧化物逐渐转化为金属态，实现吸气剂层的逐步激活，被激活的吸气剂层能够吸附真空室内的残余气体，提高真空室内的真空度，维持真空室内的超高真空状态。

吸气剂层中各元素的原子数之比在8-30％之间。

吸气剂层镀于泡沫金属衬底上。

吸气剂层表面的二次电子产额低于1.1。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的基于泡沫金属衬底的五元钛合金吸气剂在具体操作时，采用泡沫金属作为衬底，在该泡沫金属衬底上镀有数十纳米至数百微米量级的TiZrVHfY吸气剂薄膜层或者TiZrVHfTa吸气剂薄膜层，泡沫金属衬底具有密度低、孔隙率高、比表面积大、孔隙连通性好及结构均匀的特点，可以大幅提高单位面积上的吸气剂层的吸气能力。同时，泡沫金属衬底的微观结构类似于海绵状，且其金属晶向多元化，该多元化晶向的衬底有助于形成多晶向的吸气剂薄膜。与原有的技术相比，本发明具有在单位面积上的吸气性能优异、二次电子产额低、轻便紧凑等特点。

附图说明

图1a为镀膜前，泡沫金属铜衬底放大倍数600倍时的示意图；

图1b为镀膜后，泡沫金属铜衬底放大倍数600倍时的示意图；

图1c为镀膜前，泡沫金属铜衬底放大倍数30000倍时的示意图；

图1d为镀膜后，泡沫金属铜衬底放大倍数30000倍时的示意图；

图2a为V元素在激活前后的XPS示意图；

图2b为Ti元素在激活前后的XPS示意图；

图2c为Y元素在激活前后的XPS示意图；

图2d为Zr元素在激活前后的XPS示意图；

图2e为Hf元素在激活前后的XPS示意图；

图2f为Nb元素在激活前后的XPS示意图；

图3为泡沫金属铜衬底的结构示意图；

图4为镀膜后泡沫金属铜衬底的二次电子产额图；

图5为泡沫金属衬底的二次电子抑制机理示意图；