[发明专利]一种具有薄膜镀层的吸气剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种具有薄膜镀层的吸气剂及其制备方法和应用，涉及新材料领域。该具有薄膜镀层的吸气剂，包括吸气剂基材及其表面的薄膜镀层，吸气剂基材的原料包括Zr粉和ZrVFe合金粉末，薄膜镀层为Ni层。Ni层可使H₂分子在吸气剂表面的解离能降低，提高吸气剂的吸气性能，也可有效阻止O₂等活性气体对吸气剂基材的氧化，从而降低吸气剂的激活温度。本发明提供的具有薄膜镀层的吸气剂可以在300～450℃烘烤过程中实现激活，能够很好地避免在激活过程中对器件的损伤。吸气剂激活后在室温条件下具有良好的吸气性能，可吸收电真空器件中的活性气体，提供器件封离后所需的真空度，保证器件的寿命及稳定性和可靠性。

技术领域

本发明涉及新材料领域，具体涉及一种具有薄膜镀层的吸气剂及其制备方法和应用。

背景技术

吸气剂可以吸收电真空器件中的活性气体，提供器件封离后所需的真空度，而且可以对真空度进行长时间的维持，保证器件的寿命及稳定性和可靠性，所以对吸气剂的研究与发展直接影响电真空器件的性能。

吸气剂可分为蒸散型吸气剂和非蒸散型吸气剂，蒸散型吸气剂是通过加热蒸散后形成膜进行吸气，而非蒸散型吸气剂是激活后形状不变，常温下即可与活性气体形成稳定化合物进行吸气。蒸散型吸气剂工作时会带来蒸散的金属原子，造成极间漏电等影响电真空器件的正常工作，使其应用范围变窄。而非蒸散型吸气剂不需要把吸气金属蒸散出来，不会使器件受到污染，且具有体积小，抽速大的特点，所以被广泛应用于电真空器件领域。

目前应用比较广泛的吸气剂主要是压制型和多孔烧结型非蒸散型吸气剂。压制型非蒸散型吸气剂主要有Zr-Al、Zr-V-Fe合金，多孔烧结型非蒸散型吸气剂主要有Zr-C(石墨)、Zr-ZrVFe、Ti-Mo合金。其中，压制型非蒸散型吸气剂的机械强度差。虽然多孔烧结型非蒸散型吸气剂较压制型合金具有机械强度高，吸气性能更优异的特点，但依然存在激活温度较高的问题，激活温度范围在500～900℃，对于高精度微电子器件的使用具有一定的局限性。此外，吸气剂在大气环境状态下极易被氧化，具有寿命短的缺陷。

非蒸散型吸气剂表面制备不同的薄膜镀层会对吸气剂的吸气性能起到改善作用，现有技术中具有薄膜镀层的吸气剂主要是使用化学镀的方法进行制备，这种制备薄膜镀层的方法存在吸气剂容易被污染、薄膜镀层的厚度难以控制的缺点。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种具有低温激活性能和高吸气性能的非蒸散型吸气剂，并提供它的制备方法和应用。

本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种具有薄膜镀层的吸气剂，包括吸气剂基材及其表面的薄膜镀层，所述吸气剂基材的原料包括Zr粉和ZrVFe合金粉末，所述薄膜镀层为Ni层。

进一步地，所述薄膜镀层的厚度为100～900nm，优选为310～860nm；

所述薄膜镀层中Ni的质量含量为不低于99.95％。

进一步地，所述Zr粉和ZrVFe合金粉末的质量比为1∶1；

所述Zr粉和ZrVFe合金粉末的粒径均不高于75μm；

所述ZrVFe合金粉末中Zr的质量含量为60％～80％，V的质量含量为10％～35％，Fe的质量含量为1％～10％，优选的，所述ZrVFe合金粉末中Zr、V、Fe的质量含量分别为70％、24.6％、5.4％。

第二方面，本发明提供所述具有薄膜镀层的吸气剂的制备方法，包括：

(1)将Zr粉和ZrVFe合金粉末按比例进行充分混料后依次进行压制成型、真空烧结、脱浮粉，得到吸气剂基材；

(2)采用磁控溅射镍靶的方法在所述吸气剂基材表面制备薄膜镀层，得到所述具有薄膜镀层的吸气剂。