[发明专利]一种锆石墨烯吸气材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种锆石墨烯吸气材料及其制备方法，该合金成分的质量百分比为锆40%~90%、石墨烯10%~60%，锆采用锆粉或氢化锆粉，石墨烯采用单层、少层或多层石墨烯；两种材质的粉体通过机械合金化或者粉末冶金真空烧结形成锆石墨烯吸气材料。优点：1）用作吸气材料，拓展新的吸气材料门类，拥有较大的微观吸气表面积和复杂的内部微观结构，具有优异的吸气性能；2）制作真空电子元器件零部件，具有较好的吸收残气能力。

技术领域

本发明涉及的是一种锆石墨烯吸气材料及其制备方法，属于电子元件材料技术领域。

背景技术

真空电子元器件在电子信息领域中广泛使用，如行波管、X射线管、红外芯片等。真空电子元器件内部一般为真空结构，器件内部真空度对器件的寿命、精度都有重要影响。为消除器件内杂质气体，确保器件真空度良好，通常需在器件内安装吸气材料，也有使用吸气材料制作成真空电子元器件的阴极、密封胶等零部件，同时起到吸气的作用。目前主要的吸气合金材料有钛钼、锆铝、锆钒铁等，这些材料大多是钛或锆与其他一些金属或非金属制成的合金，种类比较缺乏，性能上也未有较大突破，已逐渐难以满足现代电子元器件高效生产的需求。石墨烯是近年来快速发展的一种新型材料，具有较高的硬度，巨大的比表面积，特殊的物理化学性质，正逐渐扩展应用到化学、建筑、机械等各个领域，在电子器件领域方面的应用前景也十分可观。

发明内容

本发明提出的是一种锆石墨烯吸气材料及其制备方法，用于真空器件内消除杂质气体、可作为阴极材料直接用作真空电子元器件的零部件，也可以与特殊胶体结合用作半导体的封装材料，其吸收残气的能力比传统锆石墨吸气材料有大幅度的提高。

本发明的技术解决方案：一种锆石墨烯吸气材料，其内部组分的质量百分比为：锆40%~90%、石墨烯10%~60%。所述锆采用锆粉或氢化锆粉，采用火器级、工业级或更高等级的海绵锆通过球磨制粉制成锆粉，或直接使用电真空锆粉、氢化锆粉；纯度大于95%，颗粒度小于100目。所述石墨烯采用单层、少层或多层石墨烯，碳含量大于95%，片层直径大于0.1微米，小于100微米。

该材料的制备方法，具体包括如下内容：

1）将锆粉与石墨烯粉均匀混合，其中锆粉质量百分比为40-90%，余量为石墨烯；将混合粉加入机械合金化设备，将锆粉与石墨烯机械合金化，制成锆石墨烯吸气材料；

2）将锆粉与石墨烯粉均匀混合，其中锆粉质量百分比为40-90%，余量为石墨烯；将混合粉放入压制模具，使用压机或等静压设备，压制成型，制成吸气剂或真空材料、零部件；

3）将锆粉与石墨烯粉均匀混合，其中锆粉质量百分比为40-90%，余量为石墨烯；将混合粉与胶质均匀混合，密闭保存；使用时倒入专用模具形成需要的零部件，或者涂覆在真空器件的封接处用于粘接真空零部件，同时起到吸气作用；

4）将锆粉与石墨烯粉均匀混合，其中锆粉质量百分比为40-90%，余量为石墨烯；将混合粉加入模具，置入真空烧结设备，烧结制成吸气剂或真空零部件。

本发明的优点：

1）具有非常优异的吸气性能，可作为一种新型吸气剂材料，增加吸气剂合金材料门类；

2）拥有较大的微观吸气表面积和复杂的内部微观结构，使其具备良好的吸气能力，可用于制造真空电子器件中的材料或零部件。

具体实施方式

一种锆石墨烯吸气材料，其内部组分的质量百分比为：锆40%~90%、石墨烯10%~60%。

所述锆采用锆粉或氢化锆粉，采用火器级、工业级或更高等级的海绵锆通过球磨制粉制成锆粉，或直接使用电真空锆粉、氢化锆粉；纯度大于95%，颗粒度小于100目。

所述石墨烯采用单层、少层或多层石墨烯，碳含量大于95%，片层直径大于0.1微米，小于100微米。