비증발형 게터용 금속이나 합금의 표면은 대기중에서 얇은 산화층등으로 덮여있다. 이들이 제품 내에서 게터역할을 하기 위해서는 진공이나 불활성 분위 내에서 가열하여 표면 산화층을 제거하는 활성화공정이 필요하며 활성화온도는 장착 제품을 결정하는 중요한 인자가 된다. 게터의 기본적인 특성은 활성화 및 각종가스에 대한 흡수능으로 대별할 수 있다. 이중 게터의 흡수능에 대해서는 ASTM등에서 규정하고 있으나 활성화온도에 대해서는 아직 표준적인 방법이 제시되어 있지 못하다. 본 연구에서는 온도에 따른 도달압력 측정에 의해 게터의 활성화온도를 결정하는 비교적 간단한 방법을 제시하였다. 본 방법으로 측정한 TiZrV 합금의 활성화온도가 100℃~200℃ 범위에 있다.
국내 진공기술 기반을 구축하는 국가사업의 일환으로 게터펌프 성능평가장치를 개발하고 있다. 본격적으로 장치를 구성하기 전에 평가절차의 개발, 장치 설계요건 및 사양을 확정하기 위해 예비실험장치를 만들었다. 이 장치를 이용하여 밀봉형 기기에 들어가는 비교적 활성화 온도가 낮은 게터 소자들의 특성평가 절차를 만들고 이를 적용하여 수소, 일산화탄소, 질소 등에 대해 배기속도와 배기용량을 측정해 보았다. 주로 고순도 기체 공급장치용으로 국내에서 개발된 게터 소자와 램프용으로 널리 쓰이는 외국제품의 배기성능을 비교해 보았다.
초고진공 시스템에 사용되는 조합펌프(게터펌프+이온펌프)의 배기속도를 측정하여 보고한다. 이 펌프는 좁은 공간 내에 설치가능 하고 비교적 큰 배기속도를 가지도록 설계되었다. 이온펌프는 소형(30 l/s) 이극형이며 게터펌프는 ZrVFe 합금의 모듈형태로 1개에서 3개까지 장착되도록 하였다. 이 펌프의 설계 성능을 검증하기 위하여 초고진공상태의 잔류기체 구성비에 가까운 기체조성비(수소 90%, 일산화탄소 10%)로 그 배기속도를 측정하였다. 배기속도는 미국진공학회 표준측정순서를 따랐으며 도달압력도 측정하여 보고한다.
방사광 가속기의 저장링 진공용기처럼 콘덕턴스가 배기성능을 좌우하는 진공용기에서는 Strip NEG를 사용하여 분산 배기를 함으로서 원하는 평균진공도를 확보할 수가 있다. 일부 연구소에서는 진공용기 자체를 게터로 코팅하여 사용하고 있으나 그 제작비용이 만만치가 않다. 이 연구에서는 쉽게 구할 수 있는 동전모양의 작은 게터를 진공용기 내부에 길이 방향으로 일렬로 배치하여 분산배기가 실제 가능한 지 평가하였다. 게터는 진공용기 자체를 $180^{\circ}C$ 이상 베이크아웃할 때 활성화되도록 하였다. 실험은 단면적 $13cm^2$, 3 m 길이의 압출형 알루미늄 진공용기로 베이크아웃 온도에 따른 진공도 변화를 측정하여 그 성능을 평가하여 보고하고자 한다.
작은 동전 모양의 게터를 사용하여 간단한 초고진공용 펌프를 제작하여 그 특성을 알아보았다. 이 게터는 대기 측에서 진공용기를 가열하여 금속 열전도를 통하여 활성화되도록 하였으며 상용 게터펌프(또는 이온펌프와의 조합)와도 그 진공성능을 비교하여 보았다. $350^{\circ}C$에서 24시간 활성화 한 후 수소의 배기속도는 약 200 l/s였으며 CO의 배기속도는 매우 낮았다. 그러나 최고 도달진공도는 ~2E-11 mbar로 상용 조합펌프와 견줄 만하였다. 이 실험 결과로부터 간접가열방식으로 적용 가능한 최대 활성화 온도에서 네그펌프가 안전히 활성화 되지 않음을 알 수 있었다. 그러나 네그펌프의 자체 기체방출이 매우 작아서 수소를 주로 배기하는 초고진공, 극고진공에서는 응용 가능할 것으로 보인다.
FED는 잠재적인 평판기술에 따라 현재 탐구를 하였다. 이 프로젝트의 제안은 FED 핵심적인 개발을 위한 진공 패키징 기술 등에 관한 연구 결과를 기술을 보여준다. FED 진공패키징을 위해서는 유리/유리 접합, 진공배기, 게터기술, 그리고 시뮬레이션, 진공중패키징 기술 등을 연구하였다. 유리/유리 접합은 frit glass를 사용하므로 형태에 따르고, 내부압력은 $2{\times}10^{-5}Tott$이며 패널로서 완성을 보여준다. 게터의 결과에 따라 그것은 압력의 증가는 박막 게터에 의해 outgassing이 줄어드는 것을 보여 주었다.
FED는 잠재적인 평판기술에 따라 현재 연구되고 있다. 이 논문의 제안은 FED 핵심적인 개발을 위한 진공 패키징 기술에 대한 연구결과를 보여준다. FED 진공 패키징을 위해서는 유리/유리 접합, 진공배기, 게터기술, 그리고 시뮬레이션, 진공패키징 기술을 연구하였다. 유리/유리 접합은 프릿 글래스를 사용하므로 형태에 따르고, 내부 압력은 $2{\times}10^{-5}$[Torr]이며 패널로서 완성을 보여준다. 게터의 결과에 따라 그것은 압력의 증가는 박막 게터에 의해 불순기체가 줄어드는 것을 보여주었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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