در عصر حاضر با توجه به اهمیت استفاده از خلاء، گترها به منظور جذب گازهای فعال از اهمیت بالایی برخوردار می­باشند چون امروزه با توجه به حساسیت بالای برخی تجهیزات، خلاء بسیار بالایی برای کارکرد مناسب آنها مورد نیاز می­باشد.

گترها[1] موادی هستند که برای جذب گازهای باقیمانده در یک محفظه خلأ،به منظور دست یابی به خلأهای بالا و نگهداری طولانی مدت خلأ، بکار می روند. آنها با مکانیزم جذب سطحی و نفوذ عوامل جذب شده به درون جاذب، عملیات جذب را انجام میدهند. با توسعه تکنولوژی، نیاز به خلأ بالا و افزایش سرعت ایجاد خلأ، توسعه گترها سرعت گرفته و در این راه با چالش هایی نیز روبرو بوده است. از جمله این چالش­ها می­توان به توان دستیابی به خلأ مورد نظر، ظرفیت جذب جاذب، حساسیت تجهیزات قرار گرفته درمحیط خلأ و ... اشاره نمود. همچنین لازم به ذکر است، خلاء مورد نیاز برای کارکرد مناسب دستگاههادر گذشته توسط انواع پمپ­های روتاری، دیفوزیون و توربو مولکولار ایجاد شده است.

از گترها در موارد مختلفی مثل: خالص سازی گازهای مختلفاز جمله آرگون، تولید خلاء در محفظه­­های میکروسکوپ­ الکترونی، جذب و نگهداری ایزوتوپهای هیدروژن و نگهداری شرایط خلاء برای زمانهای طولانی، می­توان استفاده کرد.

با توجه به پیشرفت­های علمی اخیر گترهای متنوعی تولیدشده ­اند که از عناصر زیادی برای تولید آنها استفاده شده است. در این بین عناصر Zr وTi از جمله عناصری می­باشندکه به عنوان عنصر اصلی آلیاژ جاذب مورد استفاده قرار گرفته و عناصر دیگری به آنهااضافه شده اند.

گترها

به صورت کلی گتر­ها به دو دسته تبخیر شونده (EG[2])و تبخیر نشونده ([3]NEG)تقسیم می­شوند. اجزاءگتر هایEG  در دماهای بالا بسته به نوع موادبه کار رفته، تبخیر شده و بر روی سطح محفظه رسوب می­کنند. در این حالت گترها آمادگیجذب گازهای فعال موجود در محیط را دارا می­باشند.

 در گترهای NEG، گتر در اشکال گوناگونی تولید می­شود و برعکس گترهای EG،در پروسه جذب گازها تبخیر نمی­شود، ولی برای فعال شدن به دمای بالایی نیاز دارد چون بر روی این گترها لایه ای اکسیدی شکل گرفته است که مانع از جذب گازها می­شود. بر اثر حرارت این لایه از بین رفته و سطح گتر آماده جذب گازهای فعال می­شود.

هر کدام از این دو نوع گتر با توجه به شرایط محیطی که مورد استفاده قرار می­گیرند دارای اولویت می­باشند، مثلا گترهای تبخیر نشونده برای شروع به کار خود نیاز به فعال سازی دارند و همین مساله باعث می­شود تا آنها نیاز به هیتر داشته باشند تا دمای گتر افزایش یابد. معمولا برای شروع فعالیت گترها دما باید حداقل به 250-300 برسد، در این دما اکسید های سطحی موجود بر روي سطح گتر درون خود آن حل شده و سطح گترآماده جذب مولکول های گاز می­شود.

برای فعال سازی گتر ها با توجه به تحقیقات انجامشده، محدودیتهایی براي دما و زمان به منظور عملکرد بهتر گتر وجود دارد، مثلا براییک گتر پایه زیرکونیوم که می­بایست در دمای 200 فعال سازی شود، گتر حداقل باید مدت 6 ساعت در این دما قرار گیرد تا کاملا فعال شود، حال آنکهبرای فعال سازی همین گتر در دمای 400 زمان کمتری در حدود( 2 ساعت) مورد نیاز می­باشد.

گتر های تبخیر شونده به فعال سازی نیاز ندارند ولی این گترها نیز دارای محدودیتهایی همانند احتمال انجام واکنش های ناخواسته بین مولکول های گتر تبخیر شده ومولکول های گاز موجود در محفظه، می­باشند. برای جلوگیری از این امر باید با توجهبه ترکیب گازهای موجود در محفظه دقت کافی در انتخاب ماده جاذب صورت گیرد.

عملکرد گتر ها

گترها موارد مصرف متعددی دارند که از جمله می­توان بهمیکروسکوپ های الکترونی به عنوان جاذب، لامپ های نوترونی و فوتونی، شتاب دهندهذرات، محفظه های خلاء، سیستم های خالص سازی گاز و خالص سازی هیدروژن به کمک پلاسمااشاره نمود.

جاذب ها برای عملکرد بهتر باید دارای خصوصیاتی باشند کهدر ادامه به آنها اشاره می­شود:

-داشتن انرژی پیوندی بالا بین مولکول های گاز و گتر: در این صورت ازنظر ترمودینامیکی پیوند تشکیل شده پایدار بوده و امکان رسیدن به خلاءهای بالاترنیز وجود دارد;

-ظرفیت جذب بالا: هر گتری برای جذب مولکول گازهای فعال حدی دارد کهبسته به نوع جاذب و نوع گازی که جذب می­گردد، این حد متفاوت می­باشد;

-فشار پایین تجزیه هیدروژن: فشار تجزیه هیدروژن به علت برگشت پذیربودن جذب هیدروژن باید پایین باشد تا جدا شدن هیدروژن از سطح گتر در زمانهایطولانی و بعد از جذب مقادیر بالاتری از هیدروژن اتفاق بیفتد;

-استفاده از موادی که ضریب نفوذ گاز اکسیژن در آنها بالا باشد، چرا کهبا استفاده از این مواد به عنوان گتر، نفوذ اکسید های سطحی از سطح به درون ماده دردماهای پایین تری مشاهده می­شوند [5].

روشهای تولید گترها

یکی از روشهای استفاده مواد جاذب که مطالعات بسیاری نیزبر روی آن انجام شده است، روش پوشش دادن به روش کندوپاش[4] می­باشد که بر روی زیر لایه های مختلف، مواد گتر را با ترکیب معینمی­نشانند و بعد از فعال سازی، گازهای باقی مانده در محیط توسط سطح گتر عاری ازاکسید های سطحی جذب می­شوند.

همانطور که درشکل 1-1 مشاهده می­شود، گترها در اشکال گوناگونی تولید می­گردندکه هر کدام برای محیط خاصی طراحی و ساخته شده اند.

متالورژی پودر یکی دیگر از روشهای تولید گترها می­باشد،به این صورت که ترکیب دلخواه از مواد گتر با یکدیگر مخلوط شده (یا آلیاژ سازی شده)سپس مواد به دست آمده در قالب پرس می­شوند ( معمولا به شکل قرص ) و با توجه به نوعکاربرد و ترکیب گتر، به صورت زینتر شده و یا بدون عملیات زینترینگ مورد استفادهقرار می­گیرند.