氣體吸附材料和包括其的真空絕熱材料的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求分別于2014年10月24日和2015年7月9日在日本專利局提交的日 本專利申請(qǐng)No. 2014-217230和2015-138132以及于2015年4月21日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局 提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)No. 10-2015-0056033的優(yōu)先權(quán)，將其各自的全部?jī)?nèi)容引入本文作為 參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 實(shí)例實(shí)施方式涉及氣體吸附（吸附氣體的）材料和使用所述氣體吸附材料的真空 絕熱（絕緣）材料。所述氣體吸附材料可用在其中保持真空的各種領(lǐng)域中，例如用于除去 不活潑氣體中的痕量氣體、熒光燈中的氣體等。
【背景技術(shù)】
[0004] 對(duì)如下真空絕熱材料的興趣在不斷增加：其對(duì)于電子電器、機(jī)械、和設(shè)備具有改善 的絕熱效果以保持能量。真空絕熱材料可通過如下制造：將具有微孔的芯材料（例如玻璃 棉、二氧化硅粉末等）用具有氣體阻隔性質(zhì)的外部材料覆蓋，然后將所述外部材料的內(nèi)部 在減壓下密封。為了將真空絕熱材料的改善的絕熱效果保持相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間，將用于除去滲 入到真空絕熱材料中的水蒸氣或氣體（例如氧氣、氮?dú)獾龋┑奈讲牧吓c芯材料一起在減 壓下密封在真空絕熱材料中。
[0005] 在吸附材料中，不可逆地固定和吸附水分的化學(xué)吸附材料對(duì)于真空絕熱材料可為 合適的。這樣的水分吸附（吸附水分的）材料的一個(gè)實(shí)例為氧化鈣（CaO)。然而，水分吸附 材料例如氧化1丐可無(wú)法吸附可從空氣滲透穿過真空絕熱材料的外部材料的氧氣和氮?dú)狻?br>[0006] 由鋇吸氣劑或者鋯-釩-鐵的三元合金形成的金屬材料可作為能夠吸附氧氣或氮 氣的吸附材料使用。然而，這些吸附材料需要在減壓環(huán)境下在大于或等于約400°C的相對(duì)高 的溫度下活化。然而，不應(yīng)對(duì)這樣的吸附材料進(jìn)行加熱，因?yàn)樗鰷p壓環(huán)境是通過使用通過 將塑料膜和金屬箱多層化的外部材料設(shè)置的，并且所述外部材料可熔融和破裂。
[0007] 無(wú)需在減壓下活化的吸氣劑材料可為例如氮?dú)馕紹a-Li合金，和特別是，使用 Ba-Li合金作為氮?dú)馕鼩鈩┎牧系恼婵战^熱材料。所述Ba-Li合金可與吸附材料（水分吸 附材料）混合以容許所述吸氣劑材料在空氣中保持更長(zhǎng)的時(shí)間。
[0008] 此外，細(xì)分的Ba-Li基合金可吸附氮?dú)舛鵁o(wú)需在高溫下活化。此外，吸氣裝置可通 過將Ba-Li合金與吸附材料組合而制造。所述Ba-Li合金可放置于不使水分通過的金屬容 器等中，而所述吸附材料可放置成與外部環(huán)境接觸以防止所述Ba-Li合金通過水分失活。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] Ba-Li合金具有相對(duì)高的與水的反應(yīng)性并且當(dāng)其與水反應(yīng)時(shí)喪失氣體吸附活性， 并且同時(shí)產(chǎn)生氫氣，如以下反應(yīng)方案中所示。當(dāng)電子電器在使用之后被破碎時(shí)，可噴射水以 防止灰塵的飛散。其中，與真空絕熱材料一起的氣體吸附材料被破碎，使氣體吸附金屬暴 露，使得所述氣體吸附金屬接觸水，并且因此，迅速產(chǎn)生相對(duì)大量的氫氣，其可引燃并且導(dǎo) 致爆炸。
[0010] 當(dāng)將本體（bulk)或顆粒狀合金壓縮和成型為塊團(tuán)，然后與水分反應(yīng)時(shí)，根據(jù)以下 反應(yīng)方案1和2,產(chǎn)生442CC氫氣/lg Ba-Li合金。
[0011] (反應(yīng)方案1)
[0012] 2Li+2H20 一 2Li0H+H2 (295cc/g)
[0013] (反應(yīng)方案2)
[0014] Ba+2H20 一 Ba(0H)2+H2(147cc/g)
[0015] 另一方面，根據(jù)關(guān)于用于確定相關(guān)材料是否屬于消防法（Fire Services Act)的 第三類危險(xiǎn)材料（自燃材料和嚴(yán)禁水的材料）的試驗(yàn)的危險(xiǎn)物標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)與水反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生大 于或等于約200cc/g可燃?xì)怏w例如氫氣的固體被分類為嚴(yán)禁水的材料。因此，所述Ba-Li 合金以比以上標(biāo)準(zhǔn)高得多的比率產(chǎn)生氫氣，并且因此屬于嚴(yán)禁水的材料，即，被分類為當(dāng)潤(rùn) 濕（是濕的）時(shí)是危險(xiǎn)的材料。
[0016] 為了將氫氣的量降低至安全水平，可向所述Ba-Li合金添加添加劑例如吸附材 料，并且因此可降低每單位質(zhì)量的Ba-Li合金的量。
[0017] 然而，所述Ba-Li合金容易通過得自所述添加劑的甚至很少的水分失活，并且因 此可無(wú)法發(fā)揮與最初在將所述氣體吸附材料破碎之前所設(shè)計(jì)的一樣多的氣體吸附性能。因 此，實(shí)例實(shí)施方式涉及能夠減少可燃?xì)怏w的產(chǎn)生量并且避免氣體吸附性能的惡化的氣體吸 附材料。此外，實(shí)例實(shí)施方式涉及使用所述氣體吸附材料的真空絕熱材料。
[0018] 根據(jù)一種實(shí)例實(shí)施方式，所述氣體吸附材料包括氣體吸附組合物以達(dá)到所述目 的，所述氣體吸附組合物包括作為目標(biāo)氣體吸附組分的（可通過水分失活的）金屬和添加 至所述金屬的能夠吸收水分的添加劑，和此處，所述金屬附著在所述添加劑的顆粒表面上。
[0019] 根據(jù)一種實(shí)例實(shí)施方式，所述金屬可為L(zhǎng)i、V、Zr的至少一種、或包括其的合金。
[0020] 所述金屬可為包括Li和堿土金屬的合金例如Ba-Li合金。
[0021] 根據(jù)一種實(shí)施方式，添加至所述金屬的所述添加劑可為如下的至少一種：無(wú)機(jī)氧 化物、過渡金屬、過渡金屬的氧化物、包括過渡金屬的合金、和包括過渡金屬的混合物。
[0022] 所述無(wú)機(jī)氧化物可為至少一種具有水分吸收（吸收水分的）性質(zhì)的堿土金屬的氧 化物例如氧化鈣。
[0023] 所述過渡金屬可為Ti、Ni、和Fe的至少一種。
[0024] 根據(jù)另一實(shí)施方式，除所述金屬和添加至所述金屬的所述添加劑之外，所述氣體 吸附材料可進(jìn)一步包括水分吸收材料。
[0025] 在一種實(shí)例實(shí)施方式中，所述水分吸收材料可覆蓋（包覆）包括所述金屬和添加 至所述金屬的所述添加劑的所述氣體吸附組合物，和在這里，所述水分吸收材料可設(shè)置在 暴露于所述氣體吸附組合物的目標(biāo)氣體吸附區(qū)域中的目標(biāo)氣體的區(qū)域中。
[0026] 在另一實(shí)例實(shí)施方式中，所述金屬與所述添加劑以使得由所述氣體吸附材料（在 與水接觸時(shí)）產(chǎn)生的可燃?xì)怏w的量小于或等于200cc/g的比率混合。
[0027] 此外，根據(jù)另一實(shí)例實(shí)施方式的真空絕熱材料包括所述氣體吸附材料并且在被放 置于處于設(shè)置在減壓下的內(nèi)部環(huán)境中的導(dǎo)熱區(qū)域中時(shí)發(fā)揮絕熱（絕緣）作用。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1為顯示真空絕熱材料的一種實(shí)例實(shí)施方式的示意性橫截面圖。
[0029] 圖2為顯示圖1中所示的氣體吸附材料的組成的說(shuō)明性視圖。
[0030] 圖3為呈顆粒相的（顆粒狀態(tài)的，particle-phased)氮?dú)馕浇M合物（實(shí)施例1) 的能量色散X-射線光譜法（H)S)面掃描（mapping)。
[0031] 圖4為呈顆粒相的氮?dú)馕浇M合物（實(shí)施例1)的SEM橫截面圖。
[0032] 圖5為呈顆粒相的氮?dú)馕浇M合物（對(duì)比例1)的EDS面掃描。
[0033] 圖6為呈顆粒相的氮?dú)馕浇M合物（對(duì)比例2)的SEM橫截面圖。
[0034] 圖7為示意性地顯示用于氮?dú)馕降臏y(cè)量裝置（實(shí)施例2)的圖。
[0035] 圖8為通過使用圖7的測(cè)量裝置（實(shí)施例2)獲得的測(cè)量結(jié)果的圖。
[0036] 圖9為顯示氣體吸附材料的另一組成（實(shí)施例3)的說(shuō)明性視圖。
[0037] 圖10為顯示根據(jù)一種實(shí)例實(shí)施方式的氣體吸附組合物的示意圖。
[0038] 圖11為測(cè)量氣體吸附性質(zhì)的裝置的示意圖。
[0039] 圖12為在一種實(shí)例實(shí)施方式中的氣體吸附速率的結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 將理解，當(dāng)一個(gè)元件或?qū)颖环Q為"在"另外的元件或?qū)?上"、"連接至"、"結(jié)合至"、 或者"覆蓋"另外的元件或?qū)訒r(shí)，其可直接在所述另外的元件或?qū)由稀⑦B接至、結(jié)合至、或者 覆蓋所述另外的元件或?qū)樱蛘呖纱嬖谥虚g元件或?qū)?。相反，?dāng)一個(gè)元件被稱為"直接在" 另外的元件或?qū)?上"、"直接連接至"、或者"直接結(jié)合至"另外的元件或?qū)訒r(shí)，則不存在中間 元件或?qū)?。在整個(gè)說(shuō)明書中，相同的數(shù)字始終是指相同的元件。如本文中使用的，術(shù)語(yǔ)"和 /或"包括相關(guān)列舉項(xiàng)目的一個(gè)或多個(gè)的任意和全部組合。
[0041] 將理解，盡管術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等可用在本文中描述各種元件、部件（組分）、 區(qū)域、層和/或部分（截面），但是這些元件、部件（組分）、區(qū)域、層和/或部分（截面）不 應(yīng)受這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅用于將一個(gè)元件、部件（組分）、區(qū)域、層或部分（截面）與 另外的元件、部件（組分）、區(qū)域、層或部分（截面）區(qū)分開。因此，在不背離實(shí)例實(shí)施方式 的教導(dǎo)的情況下，下面討論的第一元件、部件（組分）、區(qū)域、層或部分（截面）可稱為第二