[科普中国]-吸气剂

吸气剂是指能有效地吸着某些（种）气体分子的制剂或装置的通称，用来获得或维持真空以及纯化气体等。吸气剂有粉状、碟状、带状、管状、环状、杯状等多种形式。1

主要作用吸气剂大量应用于真空电子器件中，为器件创造了良好的工作环境，稳定了器件的特性参量，对器件的性能及使用寿命有重要的影响:

①短时间内提高真空器件的真空度（达帕以上），在器件的排气封离后和老炼过程中消除残余的和重新释放的气体,有利于缩短排气时间；

②在器件的储存和工作期间维持一定的真空度；

③吸收器件在启动和反常工作时的突发性放气，有效地保护阴极等敏感元件。1

分类吸气剂可以分为三大类，一类是蒸散型吸气剂，另一类是非蒸散型吸气剂，还有一类是复合型吸气剂。第三种吸气剂装有蒸散型和非蒸散型两类吸气材料。

一、蒸散型吸气剂

蒸散型吸气剂是将吸气材料装入吸气剂载体中，在器件自排气系统上封离后或封离前，将吸气材料从吸气剂载体中蒸散出来的一种吸气剂。吸气剂载体多由金属管或金属碟制成。吸气材料被蒸散出来后，遇到冷的管壁，就凝结在管壁上形成镜面。

蒸散型吸气剂以蒸散吸气和镜面吸气的形式吸收管内气体。蒸散吸气是由于吸气材料的蒸气和气体分子发生了化学作用，镜面吸气是由于镜面表面能够吸附气体，并且气体能够扩散到镜面内部去。

二、非蒸散型吸气剂

非蒸散型吸气剂是用蒸发温度很高的吸气材料制成的。这种吸气剂不需要蒸散，但必须经过激活，才具有吸气性能。激活是将吸气剂经过适当的加热处理，使之具有很强的吸气能力。在激活过程中，吸气剂所放出的气体或由真空泵抽去，或由蒸散型吸气剂吸走。经过激活处理的非蒸散型吸气剂，即可在工作温度下大量吸气了。非蒸散型吸气剂以对气体的表面吸附和气体向吸气剂内部的扩散的形式来吸收管内气体。

非蒸散型吸气剂常用的吸气材料有：钛、锆、钽、钍等，其中以锆为主体的吸气剂应用的最多。如锆铝16吸气剂，锆石墨吸气剂、锆镍吸气剂、锆铁钒吸气剂等。

三、复合型吸气剂

同时装有蒸散型吸气材料和非蒸散型吸气材料的吸气剂称为复合型吸气剂。如钡铝合金和锆铝16组成的复合吸气剂。

另外，我们把碱金属释放器和释汞吸气剂也归入复合型吸气剂之列。碱金属释放器是一种能释放碱金属的吸气剂，它主要用于光敏管。释汞吸气剂是一种能释放出汞制剂的吸气装置，它主要用于数码管、水银整流管等器件中。2

要求吸气剂的种类繁多，不同的器件对吸气剂的要求也不尽相同。但器件对吸气剂一般要求如下：

(1)吸气剂本身应易于去气，而去气后，吸气剂应具有高的吸气能力，并能牢固地保持所吸的气体。

(2)蒸散型吸气剂的蒸散温度要适当。蒸散温度过高，将导致管内其他零件过热；蒸散温度过低，则在排气过程中吸气剂易于先行蒸散。

(3)吸气剂在器件的工作温度下，它的蒸气压应该足够低，一般应低于 托。否则吸气剂本身的蒸汽将会破坏管内真空度或沾污了管内所充的气体。

(4)吸气剂在制造时应具有良好的工艺加工性能。

(5)吸气剂的存在不应对电子管的参数有影响。2

激活在温度较低时，气体向内扩散的速度很小，扩散速度曲线明显左移；而在大气压力之下，表面吸附速度却大为提高，扩散速度曲线明显右移。这样，吸气剂明显地处于扩散决定区，于是在吸气剂表面形成很薄的气体吸附层气膜，它在常温下来不及向体内扩散，从而这一层气膜阻止了吸气剂与气体的进一步作用，所以说吸气剂在这种情况下是十分稳定的。

在吸气剂充分发挥其对流活性气体的吸着作用之前，必须首先清除这一层气膜。这一工艺过程称为激活。吸气剂的激活可以通过降低吸气剂表面的气体压力P、提高吸气剂的T并维持一定时间t来实现，P、T、t这三个因素的组合，称为激活条件。

再生吸气剂一经激活，当它暴露在所要抽除的气体之中时，即能产生抽气作用。一般来说，氢气是均匀地散布在整个吸气剂体积中，其它的活性气体集中于接近表面处，结果导致对气体的吸着速度逐步下降。到吸气剂表面出现了气体分子的积累，受到了严重的污染，活性消失，吸气剂的一次使用寿命终了。如果提高温度，扩散速度重新提高，表面活性可得到部分的恢复，吸着速度重新提高。保持一些时间，使扩散速度大于表面吸附速度，则表面活性可得以恢复，这称为吸气剂的加温再生法。同理，如果吸气剂温度保持不变，而是降低吸气剂周围的气体压力P，使恒定的表面吸附速度大大下降，也可以使吸气剂表面活性恢复，吸着速度回升，这就称为吸气剂的降压再生法。

应用领域吸气剂技术对于获得良好的管内真空气氛，具有经济、简便、有效、持久等特点，它对于研制和生产长寿命、高可靠、优性能的电真空器件起着相当重要的作用。它不仅广泛应用于电真空器件，如收讯放大管，功率发射管，黑白或彩色电视显像管、示波管、摄象管、行波管、日光灯和高压放电灯等，而且还应用于光电阴极的制造，原子能反应堆，可控核聚变装置，气体激光器，稀有气体的净化，高真空获得等领域。

本词条内容贡献者为:

李勇 - 副教授 - 西南大学