[实用新型]带有形状记忆合金弹簧的吸气剂泵

说明书

本实用新型涉及一种带有形状记忆合金弹簧的吸气剂泵，包括加热及固定组件、金属垫片、带孔的多孔吸气材料、底座、形状记忆合金弹簧；其中，多个带孔的多孔吸气材料通过金属垫片分隔开，串在加热及固定组件上，通过形状记忆合金弹簧和螺母固定，加热及固定组件固定在底座上。优点：1）形状记忆合金制成的弹簧放气速率明显小于传统弹簧钢的放气速率，有利于吸气剂泵获得更高的极限真空。2）避免传统弹簧钢在吸气剂泵反复再生激活时因退火而失去弹性的现象。3）直接使用带孔的多孔吸气材料，简化了多孔吸气材料的加工步骤。

技术领域

本实用新型是一种带有形状记忆合金的吸气剂泵，属于真空获得技术领域。

背景技术

现有技术中，许多如电子显微镜的科研仪器或系统，需要在超高真空条件下才能正常工作。为达到超高真空，需要使用旋片泵、涡旋干式泵、涡轮分子泵、吸气剂泵、溅射离子泵、钛升华泵、低温冷凝泵中的一种或几种串联或并联后组合使用。

吸气剂泵一般由非蒸散型多孔吸气材料和加热结构组成。非蒸散型多孔吸气材料一般由钛、锆、铪、钽、钇、铌、钼、钒、锰、铁、镍、钴、铝、稀土等金属中选择一种或多种或他们的合金制成。为尽可能的扩大吸气材料与气体接触的表面积，一般将这些吸气金属或合金制成粉末，然后通过压制或烧结成型使用。这些材料接触空气后，表面立即被空气中的氧气钝化，形成致密的钝化层，阻止活性气体继续与吸气材料反应。这些多孔吸气材料在真空中通过外置的或内置的结构加热时，随着温度的升高，吸气合金颗粒表面钝化层中的氧逐渐向颗粒内部扩散，暴露出活性表面。活性气体分子碰撞到活性金属表面被化学吸附。如果有足够的温度，化学吸附的气体将被解离并向吸气金属体积内部扩散。工作一段时间后，可以在真空中再次加热，进行吸气剂泵的再生以排出内部吸收的氢气并使表面的杂质向内部扩散。

吸气剂泵的多孔吸气材料一般是由吸气合金粉末压制烧结而成的薄片，然后将多片薄片以合适的紧固力装配固定在一起。紧固力不能太小，以防这些薄片移动而互相摩擦产生松散颗粒。由于这些薄片是多孔烧结体，其强度有限，因此在装配紧固时也不能采用较大的紧固力，以防这些薄片碎裂。另外，吸气剂泵在寿命期间需要反复加热，吸气剂泵中心紧固部分的多孔吸气材料在多次受热膨胀再冷却时所造成的疲劳应力的作用下很容易破碎，或者产生松散颗粒。这些松散颗粒是需要避免的，在某些应用场合也是十分有害的。

为解决多孔吸气材料的紧固问题，中国专利95197522中公开了一种方法，就是在多孔吸气材料的中央镶嵌一个致密金属的轴套。这样紧固这些薄片时，多孔吸气材料不受力从而可以避免这些缺陷。但是，这种方法制造的多孔吸气材料工艺复杂，不利于批量生产。并且轴套部分的台阶会造成吸气粉末压制时的压缩比不一致从而产生应力开裂的风险。

并且普通的弹簧钢制成的弹簧也无法应用吸气剂泵。一方面，这些弹簧钢需要热处理才能具有良好的弹性，而热处理会造成弹簧的沾污使其在真空中成为放气源，从而影响吸气剂泵所能获得的极限真空。另一方面，吸气剂泵激活或者再生时，需要500℃，甚至900℃的高温。在这种温度下，普通弹簧钢会退火而失去弹性。

实用新型内容

本实用新型提出的是一种带有形状记忆合金的吸气剂泵，其目的在于解决吸气剂泵的紧固困难、避免吸气剂泵中心紧固部分的多孔吸气材料在多次受热膨胀再冷却时产生松散颗粒的现象。

本实用新型的技术解决方案：

带有形状记忆合金弹簧的吸气剂泵，包括加热及固定组件1、金属垫片2、带孔的多孔吸气材料3、底座4、形状记忆合金弹簧5；其中，多个带孔的多孔吸气材料3通过金属垫片2分隔开，串在加热及固定组件1上，通过形状记忆合金弹簧5和螺母固定，加热及固定组件1固定在底座4上。

本实用新型的有益效果：

1）形状记忆合金制成的弹簧放气速率明显小于传统弹簧钢的放气速率，有利于吸气剂泵获得更高的极限真空。

2）避免传统弹簧钢在吸气剂泵反复再生激活时因退火而失去弹性的现象。