Геттер (газопоглотитель)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Геттер в электронной лампе

Геттер — газопоглотитель, вещество, поглощающее и прочно удерживающее газы (кроме инертных), связывая их за счёт хемосорбции, часто используются в устройствах (которые также в обиходе тоже называют геттерами) для газопоглощения и обеспечения необходимой степени вакуумирования электровакуумных приборов и в вакуумных насосах. Это, как правило, самые ядовитые вещества в вакуумных приборах. Чем меньше внутри останется газов, тем более долговечен прибор. При взаимодействии с электронами остаточный газ ионизируется и образующиеся положительные ионы бомбардируют катод и другие электроды, распыляя их и «отравляют» катод, изменяя его химический состав и покрывая его плохо испускающим электроны металлом с электродов. А при высоких напряжениях зажигается тлеющий газовый разряд, замыкающий электроды и многократно усиливающий их износ. Кроме того, при усилении слабых сигналов даже в хорошо откачанном электровакуумном приборе остаточный газ является сильным источником шумов.

Принцип действия почти всех геттеров основан на том, что при нагреве металл геттера распыляется внутри баллона и либо химически взаимодействует с веществами, входящими в состав остаточного газа, с образованием твёрдых соединений, либо растворяет их в качестве твёрдого раствора (водород). Кроме того, в процессе быстрого распыления геттер действует как однократный вакуумный насос, притягивая молекулы инертных (гелий, неон) и других (органика, аммиак), не поглощаемых химически газов межатомными Ван-дер-Ваальсовыми силами, увлекает на распыляемую поверхность и «хоронит» под следующими оседающими слоями распылённого вещества.

Степень понижения давления зависит от рода эвакуируемого газа. Так, при удалении воздуха геттер может снизить давление не более, чем в 100 раз, так как кислород и азот воздуха образуют с металлом геттера оксиды и нитриды, а аргон, содержание которого около 1 %, почти весь останется. Но, применив предварительную продувку откачиваемого сосуда безаргонной смесью газов, можно добиться значительного увеличения степени геттерного вакуумирования.

Белое пятно сигнализирует о нарушении герметичности колбы индикатора

Существуют две основные разновидности геттеров:

  1. Газопоглотительная таблетка(многоразовый «пассивный» или «холодный» геттер), которая состоит из вещества, активно поглощающего остатки газов, паров и посторонних примесей в электровакуумных приборах. В качестве геттеров применяют порошки металлов (тантал, титан, барий, цирконий, ниобий, церий и других) и различные составы: феррум-барий (феб), барий-алюминий-титан (бат), бериллат бария. При прокаливании в вакууме почти до плавления за час отдаёт примерно 2/3 накопленных газов и снова готов к работе.
  2. Металлическое покрытие стеклянного баллона на основе бария или магния (одноразовый «активный», намного более эффективный геттер). Получается при нагревании индуктором открытого или закрытого металлического контейнера с веществом (похожего на тарелочку или кольцо), из которого при нагревании испаряется распыляемый металл (реальный состав, как правило, является коммерческой тайной). Позволяет по внешнему виду оценить состояние электровакуумного прибора: при длительной и активной эксплуатации темнеет, покрывается специфическими пятнами, кольцами, меняет цвет за счёт выделяющихся внутри веществ. При нарушении вакуума превращается в специфический молочно-белый налёт(оксид). Пористый остаток нераспылённого вещества геттера работает также, как пассивный геттер, адсорбируя газы во время эксплуатации прибора.

Минимальное остаточное давление в электронных приборах, работающих при напряжениях до 1 кВ, для долговременной работы считается 10−4 Па. Для высоковольтных кинескопов (25 кВ) минимум составляет 10−7 Па (5—10 лет работы).

Ссылки[править | править вики-текст]