电子管灯丝材料与碳化后的强度关系

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