CN103290294A

CN103290294A - 一种磁控管阴极及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN103290294A
Application number: CN2012100527538A
Authority: CN
Inventors: 朱惠冲
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2013-09-11

Abstract

本发明提供一种磁控管阴极及其制备方法和应用，按重量比计，该磁控管阴极由以下成分组成：铼0.01％～3％；钍0.5％～2％；余量为钨。本发明不含钾的磁控管阴极产品的脆性得到了有效地的改善，有效克服了“阴极断裂”缺陷，进一步提高了产品的使用寿命。此外，与现有技术相比，本发明的磁控管阴极产品中的“铼”含量进一步降低，但产品性能并未因此受到影响，在保障产品质量的同时，降低了生产成本，减少了对环境的危害。此外，与现有技术的磁控管阴极制备工艺相比，本发明的制备方法采用去离子水作为低含量成分铼和钍的载体，使之与钨的混合更加均匀，避免了之前的制备方法因铼、钍用量太少与钨混合不均，进而导致产品性能下降，使用寿命缩短的问题。

Description

一种磁控管阴极及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于电子元器件领域，具体涉及一种磁控管阴极及其制备方法和应用。

背景技术

磁控管阴极由日本人发明沿用至今，主要应用于制备微波发射管、民用微波炉磁控管。当时为了实现发射性的工作特点，采用了钍、钨两种元素的组合。但是具有这种组成的产品也存在着先天性缺陷，而且至今未能得到有效的解决，其具体问题主要表现为脆性和高温性能差，导致该产品在生产、运输及使用过程中普遍存在不可控制的“阴极断裂”的缺陷。该缺陷严重影响了产品的可靠性，增加了制造成本。同时，该缺陷也不可避免地造成了资源的浪费以及对环境的危害。特别地，该产品目前绝大多数在中国制造，产量占世界总产量的95％以上，其产生的负面影响极其深远。

中国发明专利申请CN101781731A公开了一种多元素耐高温抗震磁控管阴极，其由下列重量成分组成，铼0.5％～3％，钾30-90ppm，钍0.5％～22％，钨余量。虽然该产品的抗震性能和使用寿命较以往的产品有所提高，但是还不能有效消除“阴极断裂”的缺陷，且原料成本较高，因此有必要对其进行进一步的改进。

发明内容

基于现有磁控管阴极及其制备工艺存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种产品性能更加优越、使用寿命大幅度提高的磁控管阴极及其制备方法和应用。

本发明的上述技术目是通过以下技术方案实现的：

一种磁控管阴极，按重量比计，其由以下成分组成：

铼0.01％～3％；钍0.5％～2％；余量为钨。

在上述磁控管阴极中，按重量计，优选地，铼0.01％～2％；更优选地，铼0.01％～0.5％；进一步优选地，铼0.01％～0.4％。

在上述磁控管阴极中，按重量比计，优选地，钍0.7％～1％。

本发明提供的上述磁控管阴极的制备方法包括以下步骤：

(1)按上述重量比将铼渣和硝酸钍粉末分别置于去离子水中，搅拌使其均匀分散于去离子水中形成悬浮液；

(2)分别将步骤(1)获得的铼渣和硝酸钍粉末悬浮液逐步喷洒到仲钨酸铵(APT)粉末中，同时进行搅拌分别使铼渣、硝酸钍粉末与仲钨酸铵粉末混合均匀；

(3)将步骤(2)获得的混合物干燥后进行压制，然后进行高温烧结或锤熔，并进一步锻制成棒料；

上述制备方法还可以包括以下步骤：

(4)将步骤(3)获得的棒料进行拉丝得到磁控管阴极线材。优选地，所述磁控管阴极线材的线径为0.4～0.6mm。更优选地，步骤(4)还可以包括将所述磁控管阴极线材制成弹簧状；进一步优选地，所述弹簧状磁控管阴极线材的弹簧外径为3-5mm。

本发明还提供一种微波发生管或微波炉磁控管，其包含上述磁控管阴极。

本发明的试验结果表明，不含钾的磁控管阴极产品的脆性得到了很大地的改善，有效克服了该产品在制造和运输过程中由于产品自身抗震性能不佳而导致的“阴极断裂”缺陷，进一步延长了产品的使用寿命。此外，与现有技术相比，本发明的磁控管阴极产品中的“铼”含量可以进一步降低，但产品性能并未因此受到影响，在保障产品质量的同时，降低了生产成本，减少了对环境的危害，产生了更大的经济利益和社会效益。

此外，与现有技术中的磁控管阴极制备工艺相比，本发明的制备方法采用去离子水作为低含量成分铼、钍的载体，使之与钨的混合更加均匀，避免了之前的制备方法因铼、钍用量太少而与钨混合不均，进而导致产品性能下降，使用寿命缩短的问题。

附图说明

图1为本发明的磁控管阴极在常规寿命试验中的特性参数变化曲线；其中，图1A为功率变化曲线图，图1B为频率变化曲线图，图1C为Efm变化曲线图，11070701-08、11070701-18分别为按照实施例1制备的2件磁控管阴极样品的编号。

图2为实施例1的样品1经过11次抗震试验后的镜检照片。

图3为实施例3的样品1经过12次抗震试验后的镜检照片。

图4为对比例1的样品1经过4次抗震试验后的镜检照片。

具体实施方式

以下参照具体的实施例来说明本发明。本领域技术人员能够理解，这些实施例仅用于说明本发明，其不以任何方式限制本发明的范围。

下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的原料、试剂材料等，如无特殊说明，均为市售购买产品。

实施例1

成分组成(重量比)：铼0.01％；钍0.7％；余量为钨。

(2)分别将步骤(1)获得的铼渣和硝酸钍粉末悬浮液逐步喷洒到仲钨酸铵粉末中，同时进行搅拌分别使铼渣、硝酸钍粉末与仲钨酸铵粉末混合均匀；

(4)将步骤(3)获得的棒料进行拉丝得到磁控管阴极线材，线径为0.4mm；

(5)将步骤(4)获得的磁控管阴极线材制成弹簧状，弹簧外径为5mm。

实施例2

成分组成(重量比)：铼0.4％；钍2％；余量为钨。

(4)将步骤(3)获得的棒料进行拉丝得到磁控管阴极线材，线径为0.5mm；

(5)将步骤(4)获得的磁控管阴极线材制成弹簧状，弹簧外径为4mm。

实施例3

成分组成(重量比)：铼1.5％；钍1％；余量为钨。

(5)将步骤(4)获得的磁控管阴极线材制成弹簧状，弹簧外径为6mm。

对比例1

成分组成(重量比)：铼1.5％；钍1％；钾60ppm；余量为钨。

(1)按上述重量比直接将铼渣、硝酸钍粉末、氢氧化钾粉末和仲钨酸铵粉末搅拌混合；

(2)将步骤(1)获得的混合物干燥后进行压制，然后进行高温烧结或锤熔，并进一步锻制成棒料；

(3)将步骤(2)获得的棒料进行拉丝得到磁控管阴极线材，线径为0.5mm；

(4)将步骤(3)获得的磁控管阴极线材制成弹簧状，弹簧外径为6mm。

试验例1本发明的磁控管阴极产品的寿命试验

铼钍钨灯丝样管的常规寿命试验方法参见国家标准GB/T23152-2008，检测方式为两分通一分断，检测结果见表1和图1。2件被检样管均按照实施例1制备。

表1铼钍钨灯丝样管的常规寿命试验结果

注：此为样管两分通一分断寿命试验2100小时实验报告

由表1的检测结果和图1可见，本发明的磁控管阴极的各项性能参数均符合国家标准，即在不含钾和“铼”用量减少的情况下，其各项性能参数(功率、频率和Efm值)和使用寿命均未受到不良影响。

试验例2本发明的磁控管阴极产品的抗震试验

试验方法：将待测磁控管阴极产品置于距离水泥地面垂直高度5米处，多次自由落体落下使其与地面接触，以显微镜检测产品的横截面，记录出现断裂时的试验次数，结果见表2以及图2-4。相同来源的样品各取3件进行试验。

表2磁控管阴极产品的抗震试验结果

表2的试验结果说明本发明的磁控管阴极产品相对于对比例的产品(含钾)，其脆性大幅度提高，能够更有效地抗震，从而避免了“阴极断裂”缺陷的发生。

图2的显微镜检照片显示实施例1制备的样品1经过11次试验后未出现断裂。图3的显微镜检照片显示实施例3制备的样品1经过12次试验后未出现断裂。图4的显微镜检照片显示对比例1的样品1经过4次试验后出现断裂。将图2、3与图4进行比较可知，本发明不含钾的磁控管阴极产品相比现有技术含钾的磁控管阴极产品的抗震效果更佳。而比较图2、3和图4还可知，本发明的磁控管阴极产品在大幅度降低“铼”的用量的情况下仍能够保持优良的产品性能，例如抗震性能等。

以上对本发明具体实施方式的描述并不限制本发明，本领域技术人员可以根据本发明做出各种改变或变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求的范围。

Claims

1.一种磁控管阴极，按重量比计，其由以下成分组成：

铼0.01％～3％；钍0.5％～2％；余量为钨。

2.根据权利要求1所述的磁控管阴极，其特征在于，按重量比计，铼0.01％～2％；优选地，铼0.01％～0.5％；更优选地，铼0.01％～0.4％。

3.根据权利要求1或2所述的磁控管阴极，其特征在于，按重量比计，钍0.7％～1％。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的磁控管阴极的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

(1)按上述重量比，将铼渣和硝酸钍粉末分别置于去离子水中，搅拌使其均匀分散于去离子水中形成悬浮液；

(3)将步骤(2)获得的混合物干燥后进行压制，然后进行高温烧结或锤熔，并进一步锻制成棒料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括以下步骤：

(4)将步骤(3)获得的棒料进行拉丝得到磁控管阴极线材。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述磁控管阴极线材的线径为0.4～0.6mm。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)还包括将磁控管阴极线材制成弹簧状。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述弹簧状磁控管阴极线材的弹簧外径为3-5mm。

9.一种微波发生管，其包含根据权利要求1至3中任一项所述的磁控管阴极。

10.一种微波炉磁控管，其包含根据权利要求1至3中任一项所述的磁控管阴极。