CN110106391A - 一种光电倍增管用铍铜合金的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种光电倍增管用铍铜合金的制备方法，按照重量百分比计，铍铜合金中铍含量2.55％，钛含量0.1％，镁含量0.05％，锑、锡、锌、铝、砷、氧、磷、银、钴、镍等元素的含量不大于0.001％，余量为铜；制备方法是：熔炼—雾化制粉—烧结—深冷处理—热挤压—冷加工。

Description

一种光电倍增管用铍铜合金的制备方法
技术领域
本发明涉及一种有色金属合金的制备方法，尤其涉及一种光电倍增管用铍铜合金的制备方法。
背景技术
光电倍增管是一种对紫外光、可见光和近红外光极其敏感的特殊真空管。它能使进入的微弱光信号增强至原本的108，使光信号能被测量。随着科技的飞速发展，对其力学性能和电性能的要求越来越高，普通半导体材料制成的二次发射层具有良好的二次发射系数，但在80℃以上的高温环境下无法工作。因而，寻求具有良好二次发射系数，又同时具备高温环境下性能稳定的光电倍增管材料显得十分重要。铍铜合金在400℃内能稳定工作，热发射最小，具有可靠的耐振动、抗冲击、耐高温能力，所以，铍铜合金成为光电倍增管用材料的首选。铍铜合金作为光电倍增管具有以下特点：次级发射系数大，特别是在入射电子能量较低时次级发射系数仍保持高位；次级发射系数稳定，即受温度、时间、真空度等因素的变化较小；有足够的复合能力；热发射或光电发射小。
发明内容
本发明的目的是提供一种光电倍增管用铍铜合金的制备方法，满足光电倍增管的使用。
本发明制备的铍铜合金按照重量百分比计，铍含量2.55％，钛含量0.1％，镁含量0.05％，锑、锡、锌、铝、砷、氧、磷、银、钴、镍等元素的含量不大于0.001％，余量为铜；
本发明的制备方法是：熔炼—雾化制粉—烧结—深冷处理—热挤压—冷加工。
(1)熔炼：采用真空熔炼装置，按照铍含量2.55％，钛含量0.1％，镁含量0.05％的重量百分比添加高纯铜、钛、镁等原料。使用三级真空系统进行抽真空，待真空度小于3×10-3Pa后充入氩气至0.15MPa，使用真空熔炼装置进行加热，加热电源为中频感应电源，加热速率为3℃/s，熔炼温度1000℃±10℃。
(2)雾化制粉：雾化制粉的空气压力为0.65-0.68 MPa，雾化喷嘴采用环缝型拉瓦尔式，喷射顶角为50°-55°，漏嘴直径为3.5-3.9mm；雾化后在370℃-580℃用氢气还原。制备的铍铜金属粉末的粒度分布为0.175mm大于55％，小于0.043mm小于45％。
(3)烧结：使用氩气作为保护气分进行烧结，烧结温度为800℃-890℃，烧结压力为30MPa，烧结时间为1.5h。
(4)深冷处理：采用低温深冷处理设备，每小时温度降低50℃，直到-180℃，保温10小时，然后每小时升温50℃，直到室温。
(5)热挤压：加热温度至790℃±5℃，挤压比为8～15，挤压后采用水封冷却，达到固溶淬火的效果。
(6)冷加工：采用30％～50％的加工率进行冷加工变形。
采用上述方法制备的光电倍增管用铍铜合金，抗拉强度大于900MPa，延伸率大于15％，导电率大于18％IACS，杯突深度大于6mm，晶粒平均直径0.007～0.020mm。
本发明的有益效果在于：
1.优化了铍铜合金的元素及其含量，锑、锡、锌、铝、砷、氧、磷、银、钴、镍等元素的含量不大于0.001％，避免这些元素对光电倍增管的影响。低熔点、高蒸汽压的物质，如锑、锡、锌、铝等。低熔点、高蒸汽压的砷、氧、磷等非金属和高熔点、低蒸汽压的银、钴、镍等金属物质，在激活时比铍更易扩散到表面生成氧化物，这些氧化物本身一方面二次发射系数低且不稳定，另一方面严重影响铍原子的扩散和氧化铍的生成，所以应严格控制其含量。
2.相比于传统工艺，本发明的技术方案制备的铍铜合金晶粒细小，性能优异。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述。
本发明制备的铍铜合金按照重量百分比计，铍含量2.55％，钛含量0.1％，镁含量0.05％，锑、锡、锌、铝、砷、氧、磷、银、钴、镍等元素的含量不大于0.001％，余量为铜；
本发明的制备方法是：熔炼—雾化制粉—烧结—深冷处理—热挤压—冷加工。
(1)熔炼：采用真空熔炼装置，按照铍含量2.55％，钛含量0.1％，镁含量0.05％的重量百分比添加高纯铜、钛、镁等原料。使用三级真空系统进行抽真空，待真空度小于3×10-3Pa后充入氩气至0.15MPa，使用真空熔炼装置进行加热，加热电源为中频感应电源，加热速率为3℃/s，熔炼温度1000℃±10℃。
(2)雾化制粉：雾化制粉的空气压力为0.65-0.68 MPa，雾化喷嘴采用环缝型拉瓦尔式，喷射顶角为50°-55°，漏嘴直径为3.5-3.9mm；雾化后在370℃-580℃用氢气还原。制备的铍铜金属粉末的粒度分布为0.175mm大于55％，小于0.043mm小于45％。
(3)烧结：使用氩气作为保护气分进行烧结，烧结温度为800℃-890℃，烧结压力为30MPa，烧结时间为1.5h。
(4)深冷处理：采用低温深冷处理设备，每小时温度降低50℃，直到-180℃，保温10小时，然后每小时升温50℃，直到室温。
(5)热挤压：加热温度至790℃±5℃，挤压比为8～15，挤压后采用水封冷却，达到固溶淬火的效果。
(6)冷加工：采用30％～50％的加工率进行冷加工变形。
采用上述方法制备的光电倍增管用铍铜合金，抗拉强度大于900MPa，延伸率大于15％，导电率大于18％IACS，杯突深度大于6mm，晶粒平均直径0.007～0.020mm。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种光电倍增管用铍铜合金的制备方法，其特征在于：所述的铍铜合金按照重量百分比计，铍含量2.55％，钛含量0.1％，镁含量0.05％，锑、锡、锌、铝、砷、氧、磷、银、钴、镍等元素的含量不大于0.001％，余量为铜；所述的制备方法是：熔炼—雾化制粉—烧结—深冷处理—热挤压—冷加工：
(1)熔炼：使用三级真空系统进行抽真空，待真空度小于3×10-3Pa后充入氩气至0.15MPa，使用真空熔炼装置进行加热，加热电源为中频感应电源，加热速率为3℃/s，熔炼温度1000℃±10℃；
(2)雾化制粉：雾化制粉的空气压力为0.65-0.68 MPa，雾化喷嘴采用环缝型拉瓦尔式，喷射顶角为50°-55°，漏嘴直径为3.5-3.9mm，雾化后在370℃-580℃用氢气还原，制备的铍铜金属粉末的粒度分布为0.175mm大于55％，小于0.043mm小于45％；
(3)烧结：使用氩气作为保护气分进行烧结，烧结温度为800℃-890℃，烧结压力为30MPa，烧结时间为1.5h；
(4)深冷处理：采用低温深冷处理设备，每小时温度降低50℃，直到-180℃，保温10小时，然后每小时升温50℃，直到室温；
(5)热挤压：加热温度至790℃±5℃，挤压比为8～15，挤压后采用水封冷却，达到固溶淬火的效果；
(6)冷加工：采用30％～50％的加工率进行冷加工变形；
采用上述方法制备的光电倍增管用铍铜合金，抗拉强度大于900MPa，延伸率大于15％，导电率大于18％IACS，杯突深度大于6mm，晶粒平均直径0.007～0.020mm。
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