吸气材料的组合层及其装载设备制造技术

一种特别适用于在不能够被加热到温度高于约２００℃的设备中维持真空的吸气材料的组合层，它包括：ａ）一种从钴的氧化物、铜的氧化物或它们的混合物中所选出的过渡金属氧化物ＭＯ与金属钯的ＭＯ／Ｐｄ混合物，其中金属钯的含量直至约２％（重量）；以及ｂ）一种吸水材料。在特定应用中可以将一种钡和锂基合金，优选为ＢａＬｉ↓［４］加入吸气材料的组合系统。亦描述了装设此组合层的吸气设备。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】吸气材料的组合层及其装载设备本专利技术涉及一种新型吸气材料的组合层以及装载该系统的设备。特别地，本专利技术涉及适用于在不能够被加热到超过约200℃的设备中维持真空的吸气剂组合层。业已发现，在涉及要求维持真空的工业和商业的应用中，吸气材料为实际所必需。直至近几年以前，对于所有需要真空操作的设备，设计用来保持真空的器壁均是由金属或玻璃制成的。由金属壁封闭而成的真空体积存在于诸如“保温瓶”或“杜瓦瓶”、用于隔热管道输送低温流体或用于科研设备例如粒子加速器中。而由玻璃壁封闭而成的真空体积存在于诸如电视机屏幕或计算机显示器的阴极射线管及用于灯泡中。在所有这些应用场合中，设备密封之前吸气材料在非活性状态下进入该设备；之后当设备被密封以后，经过外部加热的方法，例如用射频波束加热的方法使吸气材料活化。活化后的吸气剂将最后仍存在于设备中的痕量气体吸附并对在设备自身寿命期内经各种途径进入真空空间中的气体进行吸附。将传统的吸气材料活化所需的最低温度约为350℃-400℃；而在某些特定情形下甚至能达到约900℃的温度。此种类型的吸气材料例如是锆基或钛基合金。然而，最近几年来，工业领域中真空的应用已扩展到至少部分由塑料制成的真空设备，它们不能被加热到高于约200℃；例如就真空下使用的隔热夹套而言，其中可用塑料做成器壁或作填充材料或者同时既作器壁又作填充材料。填充材料(下文称为：“填充剂”)一般是纤维、粉末或泡沫状的，用于夹套中来维持夹套的形状。此类夹套的一个典型实例为主要用于冰箱生产的真空隔板。这些隔板的外壳一般是由塑料-金属层压薄片制成，各隔板的侧面通过塑料-塑料接触隔绝热；避免采用金属-金属密封以破坏隔板两表面之间的热桥。塑料不能够被加热到-->约200℃以上，由此防止损害其化学和机械稳定性。因此传统的吸气材料不适应于此种用途。这就引发了对于低活化温度或更好一些不需热活化的吸气材料的需求。国际专利申请WO94/18876公开了联合采用一种贵金属的氧化物、特别是氧化钯(PdO)以及诸如氧化钡(BaO)这样的吸水材料以维持杜瓦瓶、保温瓶等的真空夹套中的真空。但氧化钯通过与氢气反应转化成细粉状具有自燃性的金属钯(Pd)；因而出于安全原因不推荐采用这种材料组合层。本申请人的美国专利第5,312,606和5,312,607号公开了含有所加入的诸如铝或碱土元素的钡和锂基合金族；这些合金是仅知的不需要热活化而能够在室温下基本上吸附全部气体的吸气材料。这些材料的具体应用在例如美国专利第5,408,832及国际专利申请WO96/01966中给予描述。特别地，优选的合金是BaLi4合金。该合金会由于吸收水分而消耗，故为了确保此合金对氮的吸附能力，美国专利5,408,832公开了BaLi4与一种吸水材料，例如氧化钡的联合应用。此材料组合表现出脱除O2、N2和H2O的极好操作性能，这样就从夹套内的气体环境中将主要的大气组分气体除去。然而夹套中的气体组成主要依赖于制造上述夹套的材料的脱气，尤其依赖于通常是粉末、泡沫或纤维形式因而提供大的比表面积的填充剂的脱气。存在于塑料制的夹套中的主要气体当填充剂是聚合物时是CO和CO2，当填充剂是玻璃棉时是H2。装入这些气体可能是重要的，这主要是由于在夹套制造过程中的任何时候均有加热过程；例如对于冰箱的制造而言，在此真空隔热板靠聚合物泡沫、一般是聚氨酯泡沫固定在器壁上。聚合物泡沫是由合适的化合物用现场发泡工艺反应制得，发泡过程中有几分钟时间温度可能达到接近100℃。隔板内气体氛围的另一主要来源是有机化合物，即烃或者其中的氢可部分或全部被卤素原子所取代的取代烃。其中卤素原子将氢全部取代的化合物称为CFC物质并且数十年来一直用于制造冰箱用隔热板。人们已认识到这些气体是造成臭氧洞效应的主要原因，它们的生产和使用已经停止。但是，现正进行通过将含有CFC的旧板材降解成为隔板所含有-->的聚合物泡沫的粉末使之再生以及将这些粉末用于新板材生产的研究。少量CFC物质会通过此方式进入新制造的隔热板。在此领域通常称之为HCFC物质的部分卤代的烃和烃类已代替了CFC物质用于隔板的生产过程以及用作通过与隔板内部发泡工艺极为相似的方法在冰箱上隔板的固定过程的发泡剂。这一应用中最重要的气体有环戊烷，C5H10及1，1-二氯-1-氟乙烷，Cl2FC-CH3；后者在生产中被称为141-b。上述后一类气体能沿隔板边缘进入隔板；在隔板边缘区，制造隔板外壳的塑料-金属层压薄片通过塑料-塑料热接触隔热密封：这导致隔板内部的压力增加并使其隔热性能恶化。上述的BaO/BaLi4组合材料能够吸附CO、CO2，特别是H2，但吸附速率相对较低；此外，不知道现有技术的吸气材料能有效吸附有机物。因此本专利技术的一个目的是提供一种具有改进的CO、CO2及H2吸附性能并能够吸附有机物的吸气材料组合层。它不需热活化，因而适用于其中至少一种组分不能够被加热到温度高于约200℃的设备。本专利技术的另一个目的是提供一种应用该吸气材料组合层的设备。根据本专利技术，采用一吸气材料组合层能达到这些目的以及其它目的，该吸气材料组合层包括：-一种从钴的氧化物、铜的氧化物或它们的混合物中所选出的过渡金属氧化物与金属钯的混合物，它含有直至约2％(重量)的金属钯。-一种在室温下H2O蒸汽压低于1帕的吸水材料。虽然有多种钴的氧化物存在，但根据该金属的氧化数，对本专利技术有用的唯一氧化物为一具有经验分子式为Co3O4的氧化物，其中的钴同时以二价氧化态和三价氧化态存在；说明书下文中以及权利要求书中的钴的氧化物将表示在此所定义的化合物。同样，说明书下文中以及权利要求书中的铜的氧化物将表示化合物CuO，其中铜以二价氧化态存在。另外在下文中，缩写MO将用来一般性地表示这些过渡金属的两种氧化物之一或它们的混合物，而缩写MO/Pd用来表示MO和金属钯的混合物。已经知道了这些氧化物的性质，例如从Belousov等人的UkrainskijChimiceskij Zurnal，1986，52，No.8的文献中可知它们的性质，但其性能-->仅对于氢的吸收。在过渡金属氧化物的制备过程中，往过渡金属中加进金属钯的产物母体，其数量使得最终混合物中Pd含量直至约占MO/Pd混合物的2％(重量)。可将钯以可溶性盐如PdCl2形式引入同一母体溶液中与过渡金属的氧化物一起共沉淀；替代方式是钯可以从一溶液中沉积到事先制好的过渡金属氧化物的颗粒表面。所用的过渡金属的氧化物是颗粒尺寸小于500μm的粉末，优选的是包括在1至200μm之间的粉末。吸水材料可从化学水分吸收剂中选取；正如本领域所公知的，这些材料通过化学反应以不可逆形式将水分固定下来。适合于此用途的吸收剂是室温下H2O蒸汽压低于1帕的化学干燥剂，如申请人的美国专利第5,408,832号中所述。例如，钙、锶、钡和磷的氧化物或这些氧化物的混合物据认为适合于本专利技术的目的。尤其优选采用氧化钡或氧化钙。吸水材料优选以颗粒尺寸在约50～500μm之间的粉末形式得以应用。使用较大尺寸的粉末时粉末的表面积被过度减小；而使用较小尺寸的粉末时，由于水分的吸附，粉末之间变得过分紧密，从而气体通过粉末时就变得困难。为了克服湿粉末之间致密这一难题，亦有可能往吸水材料中加入诸如铝这样的惰性材料粉末，如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸气材料的组合层，它包括： －一种从钴的氧化物、铜的氧化物或它们的混合物中所选出的过渡金属的氧化物ＭＯ与金属钯的混合物ＭＯ／Ｐｄ，它含有直至约２％（重量）的金属钯； －一种室温下Ｈ↓［２］Ｏ蒸汽压低于１帕的吸水材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】IT 1995-8-7 001755A/951.一种吸气材料的组合层，它包括：-一种从钴的氧化物、铜的氧化物或它们的混合物中所选出的过渡金属的氧化物MO与金属钯的混合物MO/Pd，它含有直至约2％(重量)的金属钯；-一种室温下H2O蒸汽压低于1帕的吸水材料。2.根据权利要求1的吸气材料的组合层，其中MO/Pd混合物以颗粒尺寸小于500μm的粉末形式得以利用。3.根据权利要求2的吸气材料的组合层，其中MO/Pd混合物以颗粒尺寸在1至200μm之间的粉末形式得以应用。4.根据权利要求1的吸气材料的组合层，其中吸水材料选自钙、锶、钡和磷的氧化物或这些氧化物的混合物。5.根据权利要求4的吸气材料的组合层，其中吸水材料的颗粒尺寸在约50至500μm之间。6.根据权利要求4的吸气材料的组合层，其中将粉状氧化铝加入吸水材料。7.根据权利要求4的吸气材料的组合层，其中吸水材料为氧化钡。8.根据权利要求4的吸气材料的组合层，其中吸水材料为氧化钙。9.根据权利要求1的吸气材料的组合层，其中MO/Pd混合物与吸水材料的重量比可在约5∶1和1∶20之间变动。10.根据权利要求9的吸气材料的组合层，其中MO/Pd混合物与吸水材料的重量比可在1∶1和1∶5之间变动。11.根据权利要求1的吸气材料的组合层，进一步还含有钡和锂基合金。12.根据权利要求11的吸气材料的组合层，其中钡和锂基合金的颗粒尺寸小于约500μm。13.根据权利要求12的吸气材料的组合层，其中钡和锂基合金的颗粒尺寸小于约150μm。14.根据权利要求11的吸气材料的组合层，其中钡和锂基合金为BaLi4。15.根据权利要求11的吸气材料的组合层，其中MO/Pd混合物与钡和锂基合金的重量比可在约10∶1和1∶5之间变动。16.根据权利要求15的吸气材料的组合层，其中MO/Pd混合物与钡和锂基合金的重量比可在约5∶1和1∶2之间变动。17.根据权利要求11的吸气材料的组合层，其中吸水材料与钡和锂基合金的重量比可在约50∶1和1∶5之间变动。18.根据权利要求17的吸气材料的组合层，其中吸水材料与钡和锂基合金的重量比可在约20∶1和1∶1之间变动。19一种吸气设备，它包括：-一种从钴的氧化物、铜的氧化物或它们的混合物中所选出的过渡金属氧化物MO与金属钯的MO/Pd混合物，它含有直至约2％(重量)的金属钯；-一种室温下H2O蒸汽压低于1帕的吸水材料；其中只有吸水材料直接与外部环境相接触。20.根据权利要求19的吸气设备，它被制成顶部开口的容器(11)，由气体不透性材料制成；从容器底部依次向上直至容器自身的开口端，该容器包括：一层MO/Pd混合物(12)；一层吸水材料(13)。21.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：P马尼尼，C波费托，
申请(专利权)人：工程吸气公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]