电子管灯丝材料与碳化后的强度关系

2018-01-18 07:23李海龙
电子技术与软件工程 2017年21期
关键词:碳化

李海龙

摘 要大功率电子管中通常用于阴极制造的钍钨丝材料是含有0.5%~2%氧化钍的钨丝。钍钨阴极的制造工艺和钨阴极相似,也需要经过净化、成形、定型等工序,但不同的是钍钨阴极还需要进行激活处理。由于材料含氧化钍不均匀,使其激活之后阴极的强度大大降低。

【关键词】氧化钍含量 碳化 碳化度 灯丝强度

1 前言

在钍钨阴极电子管的制造过程中,由于钍钨阴极的生产量大,采购的阴极材料钍钨丝很多,而不同批次钍钨丝的由于氧化钍含量不同,经过碳化激活处理之后,灯丝的强度明显下降,给钍钨阴极电子管的生产带来很大的质量问题。

2 钍钨阴极电子管的问题

近年我厂生产的钍钨阴极电子管,生产中产生了大量断灯丝的废品,而且导致当年的产品退货率大增,一度给我们带来了很大的损失,经过排查设备、人员、工艺、环境都没有发生变化,而断灯丝的现象却依然大量出现,甚至连产品的例行试验振动、冲击都不能通过。

经过解剖,对断开的灯丝进行了分析,发现很多灯丝的表面出现了螺旋型裂纹,而且是顺着整根丝都有这种现象,开裂后导致灯丝强度大大降低。产品在碳化激活后稍微经受振动或者撞击,燈丝就会因此而断裂,造成产品报废,给生产带来了很大的损失,如图1所示。

对开裂的灯丝又进行金相分析,发现同一个灯丝的不同部位,碳化度也有很大的差异,正常情况下我们的碳化度要求必须在30%左右,而碳化度太大,说明被碳化的灯丝截面中,未被碳化的部分起不到任何支撑作用,稍微振动就能导致灯丝断裂,这一现象直接证明,灯丝的材料中氧化钍的含量不均匀,在2800K温度碳化时,含氧化钍多的地方由于热电阻大,温度高,激活后碳化度高,含氧化钍低的地方电阻小,温度低碳化度低,不含氧化钍的地方(或含氧化钍量太少)钨丝由于再结晶,形成小的等轴晶粒,在1500K时晶粒迅速长大,以至个别晶粒占据丝轴的整个横断面,使沿垂直的晶界上产生滑移,这样的钨丝强度低,塑性差,很容易脆断或者熔断,造成产品大量断灯丝。

如图2,同一个灯丝的碳化度从17%到71%,相差4.17倍,进一步说明灯丝材料出现了问题,含氧化钍含量不均匀,甚至含量过低,都会导致灯丝脆断。

3 结语

目前,作为用于国内电子管阴极制造的钍钨丝,激活后强度的高低显得非常重要,因为电子管不仅要长途运输,还要进行整机安装甚至整机运输等,没有足够的强度,产品没到用户就已经灯丝断裂,所以对于钍钨丝氧化钍的含量,终端厂家缺乏检测设备,但通过金相分析等不同的侧面途径,一样可以检验其氧化钍含量的均匀性,使其满足厂家的生产需求。

参考文献

[1]孙俊人,边拱等.电子工业生产技术手册[M].北京:国防工业出版社,1986.

[2]焦桐顺.真空电子器件制造工艺[M].北京:电子工业出版社,1984.

作者单位

江西景光电子有限公司 江西省景德镇市 333000endprint

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