Газопоглотителями, или геттерами, называют специальные вещества, вводимые в лампы с целью поглощения остаточных активных (вредных) газов и паров. Газопоглотители изготавливают на основе веществ, к которым предъявляются следующие требования:
- низкая упругость пара при температуре обработки прибора;
- большая скорость испарения при его распылении;
- низкая упругость пара при рабочей температуре прибора;
- активность в определенном температурном интервале ко всем газам, которые могут быть в лампе и вредно влиять на ее работу;
- достаточная избирательность в поглощении различных газов;
- стойкость образуемого с газами химического соединения или раствора;
- большая сорбционная емкость.
Специализированными предприятиями выпускается много типов газопоглотителей, различающихся как активным веществом, так и конструктивным исполнением: таблеточные, ленточные, трубчатые (в защитной оболочке), кольцевые и т. п. Часть таких конструктивно оформленных газопоглотителей используется в производстве источников света, но большей частью газопоглощающие материалы используются в электроламповом производстве в виде покрытий на внутриламповых деталях, наносимых из суспензий или паст.
Необходимая предварительная подготовка отдельных газопоглощающих материалов и непосредственно приготовление суспензий газопоглотителей ведется, как правило, на технохимическом участке электролампового предприятия.
Материалы газопоглотителей.
Красный фосфор — порошок темно красного цвета, имеет плотность 2300 кг/м3, на воздухе стоек. Температура воспламенения паров фосфора 260°C. В вакууме при 416°С возгоняется, превращаясь при конденсации в желтый фосфор.
Предварительная подготовка порошка технического красного фосфора заключается в последовательной его промывке в 10%-ном растворе едкого натра, очищенной воде, 5%-ном растворе соляной кислоты, повторно в очищенной воде, затем длительном (до 200 ч) размоле в шаровой мельнице при увлажнении дистиллированной водой, обезвоживании с помощью спирта или ацетона и сушке на фильтровальной бумаге.
Криолит 3NaF-AlF3 —белый полупрозрачный минерал с плотностью 3000 кг/м3 и температурой плавления 995 °C. Перед применением его дробят на мелкие куски, промывают водой, раствором азотной кислоты и снова водой, затем размалывают в шаровой мельнице около 300 ч. Полученный порошок обрабатывают кипячением в 10%-ном растворе соляной кислоты, промывают дистиллированной водой и после сушки при 110—120 °C протирают сквозь сито со стороной ячейки 0,1 мм.
В случае использования искусственно полученного криолита заключительной операцией его подготовки является прокалка в муфельной печи при 550—600 °C в течение 4 ч.
Газовая сажа — очень мелкий порошок почти чистого углерода с плотностью 1900—2000 кг/м3. В холодном состоянии она химически инертна, а при нагреве активно поглощает свободный кислород. Перед применением сажу сушат при ПО—120 °C и просеивают через мелкое сито.
Углекислый барий ВаСО3 — порошок белого цвета с плотностью 4300 кг/м3, перед применением его сушат при 110—120 °C и просеивают через мелкое сито.
Цирконий металлический применяют в виде порошка темно-серого цвета. Перед применением его прокаливают в вакуумной печи при 1000—1200 °C с целью удаления окисных пленок и приведения в активное состояние. Прокаленный циркониевый порошок тщательно размалывают при увлажнении этиловым спиртом в шаровой мельнице 100— 300 ч до размеров частиц 1—8 мкм.
Титан металлический также применяют в виде порошка, который обрабатывается перед применением примерно так же, как и порошок циркония.
Помимо рассмотренных выше активных компонентов для приготовления суспензий газопоглотителей используются связующие вещества и растворители. В качестве связующего вещества чаще всего используется коллоксилин, а в качестве растворителей амилацетат, изоамилацетат и др. На их основе готовятся высоковязкие лаки. В безлаковых суспензиях в качестве жидкой среды широко применяется этиловый спирт.
Таблица 5.5 Суспензии газопоглотителей
Приготовление газопоглотителей.
Фосфорный и фосфорно-криолитовый газопоглотители приготавливаются путем тщательного перемешивания и размола в шаровой мельнице заготовленных компонентов. Наиболее употребительные составы суспензий этих газопоглотителей даны в табл. 5.5. Составы с использованием криолита применяются главным образом в вакуумных лампах накаливания.
Циркониевый газопоглотитель готовится путем размешивания просеянного порошка циркония в этиловом спирте. Его применяют для некоторых типов газонаполненных ламп.
Газопоглотитель на основе углекислого бария с добавкой или без добавки сажи приготавливают в виде суспензии с нитролаком, тщательно перетирая все исходные компоненты в ступке или небольшой шаровой мельнице. Этот газопоглотитель находит применение в специальных лампах накаливания.