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傲世皇朝平台真空陶瓷管壳在应用中所出现的若干问题的探究, 傲世皇朝电脑挂机下载?真空陶瓷管壳在应用中所出现的若干问题的探究周子崴(国营4404厂,湖北孝感432104)InvestigationonSomeProblemswithVacuumCeramicShellApplicationZHOUZi—wei(StateRun4404Factory,Xiaogan432104,China)摘要:介绍了实际生产过程中,真空开关管的管壳质量与瓷件和金属化工艺的关系,叙述了控制瓷件的尺寸、釉层白瓷和金属化层质量的重要意义。关键词:陶瓷管壳;瓷釉;陶瓷金属化中图分类号:TQl74文献标识码:B文章编号:1002—8935(2006)04—0006—02在当前真空开关管的生产制造中,真空陶瓷管壳已经得到了广泛的应用。陶瓷管壳以其机械强度高、绝缘性能好、高频损耗小、耐电强度高、耐高温、抗热震等一系列优点,基本上取代了玻璃外壳成为各种型号真空开关管的首选外部绝缘介质。更为关键的是作为真空开关管的外壳,瓷件能保证更高的气密性,为真空开关管的真空度及相关技术参数的稳定提供了重要保障。当然,由于瓷壳管壳在生产过程中从投料到成品生产周期长,工序繁琐,技术含量较高,生产工艺相对复杂,任何一个环节出现问题或是质量不达标都会直接影响到真空开关管的可靠性,所以品质优良的陶瓷管壳是制造者和使用者的共同追求。陶瓷管壳是真空开关管关键零件之一,瓷件的价值占整个真空开关管成本的三分之一。真空开关管外部绝缘性能靠陶瓷本身,内部绝缘性能靠瓷件所保障的真空度,陶瓷管壳的质量得不到保证真空开关管的质量就无从谈起。因此,严谨规范的外型标准,科学可靠的生产工艺控制是陶瓷管壳生产的基本保证。1尺寸标准真空开关管在装配上对尺寸要求十分严格,对陶瓷管壳的尺寸检测是重要的一环。在实际应用中,瓷件尺寸不达标的情况极少出现,因为有模具的保障,尺寸偏差基本在公差范围以内。2釉层圈至Q堂二些釉是熔结在瓷体表面上的连续玻璃层。釉面在改进瓷件的电性能、机械性能及化学稳定性方面起着很大的作用,同时釉层还可使瓷件表面清洁、美观和不被沾污,起着装饰及保护作用。釉层比较常见的问题是少釉、薄釉甚至是无釉以及釉层不均匀。缺釉的瓷件一旦组装为成品,将直接影响真空开关管的外观。真空开关管在一次封排炉中经过高温焊接,陶瓷表面少釉的区域就会吸附一些微小的颗粒,出炉后该区域就呈现黑色,十分明显,不仅不美观而且对真空开关管外表的绝缘性能也会产生影响。釉层堆积和流淌不均匀的情况也时有发生,也制约了产品的外观。生产厂家对上釉的技术和调制适合的釉浆应该进行有针对性的调整,此外,有些厂家的瓷壳釉面不够光洁甚至是无光,釉烧温度控制不当、选用的釉料配方不合理,造成釉层在釉烧过程中被坯体吸收,产生釉层熔融不良;含氧化钙高的釉料因在冷却时有较大的结晶倾向而影响釉面光泽度。釉上,釉层的外表面容易出现的问题是气泡,气泡最普遍的尺寸是0.04~0.05mm,导致的直接后果是釉层脱落——掉釉,这无疑也是影响真空开关管的外观和性能的隐患。气泡的产生由两方面造成,釉本身排出的气泡和白瓷体深处进入釉层的气泡。前者是因为釉料中沉积的碳素或分解物在釉熔融前未烧尽,而在釉熔后碳素燃烧产生的气体不易跑出而被包在釉层表面,也可能是釉中可溶性盐类过多造成的;后者是由于白瓷瓷体致密性不好,随着烧结温度的升高气体从瓷体本身排出。这需要生产
厂家合理选用釉料配方、适当的烧制温度和选择质量过硬的白瓷瓷体。釉下,釉层的内面与白瓷的界面时常会出现异色斑点,它是由于矿物性杂质在烧成熔入瓷体或釉层内引起的。杂质产生主要是氧化铝原料、辅助原料不纯或釉用原料不纯;原料球磨及喷雾造粒处理过程中混进铁或不锈钢杂质。由于真空开关管是在高电压等级条件下工作,一旦出现电流过大,瓷件表面有斑点的区域就有被击穿的危险,是造成重大安全事故的隐患。因此,生产厂家一定要严格选料,选用纯净的氧化铝原料、辅助原料和釉用原料,其次是加强工艺卫生,喷雾造粒前的粉料要进行除铁处理。3白瓷目前我国真空陶瓷管壳的白瓷成型技术主要是采用热压铸成型法,其优点是功效高、产量大、设备投资小、操作简单、模具损耗少,被很多瓷壳生产厂家广泛推广,但受工艺的制约,在排蜡时有机物的排出,很容易使制品产生不均匀的气孔。与等静压成型法相比,热压铸成型法所生产的白瓷在一致性、致密性和机械强度上有一定的差距,这对热压铸成型的瓷壳工艺保障提出了更高的要求。陶瓷管壳如果釉面光亮但内壁发黄,则是由于白瓷瓷体本身颜色局部或是整体不一致。造成瓷体局部或整体发黄的原因较多,一般主要是原料不纯,如原料中的Fe203,Ti02,Zr02等成分含量过高(如Fe203就可以影响瓷体颜色)。另外,生烧或过烧及800℃以前冷却过慢,引起FeO的重新氧化也会造成颜色发黄。在检验过程中发现,许多瓷壳存在掉瓷、缺损的情况,几乎都是在白瓷生产流水或是运输中人为操作不当碰伤破损的,有直径超过1.5mm缺损、掉瓷的瓷件是不与使用的。生产厂家可通过规范现场管理,避免一些人为的、不必要的损失。4金属化层金属化层的封接强度数据是检验陶瓷一金属封接质量的重要标准。4404厂的抗力强度实验采用的是等效封接法,比起三点法更实际也更具有说服力。三点法的抽样随机性很强,所取的点并不一定具有代表性;而等效封接实验所得到的结果是强度的最小值,如能达到标准要求,其金属化层面整体的封接强度肯定会更有保障。金属化层的封接强度是衡量真空开关管气密性是否可靠的重要标准,可以说金属化层的好坏直接决定着真空开关管的质量品质。瓷壳生产厂家也把金属化作为关键工艺,非常重视,从金属化的配方、涂膏的过程和烧制的温度都严格把关,甚至是涂膏的厚度都有精确的要求。但在检验中还是发现了一些问题,比如金属化包括二次金属化的Ni层出现氧化的现象。金属化层的氧化是灼热的金属化瓷件接触空气造成的,克服的办法是控制金属化瓷件出炉的温度,还要降低H2的湿度,防止水蒸汽浓度增加使Mo氧化。如果金属化层氧化,甚至是表面受到污染都会使二次金属化的Ni层受到影响,Ni层起泡、起皮将直接导致封接的失败。当前广泛采用的金属化配方是活化Mo-Mn法,二次金属化是在烧结的金属化表面镀Ni,以覆盖多孔的Mo金属化层,并形成光滑的可焊接面。Ni层质量不高将导致焊料湿润性差、焊接不良,同样引起抗拉强度降低,真空焊接漏气。Ni层上出现斑迹、氧化的现象是由于电镀后金属化表面的水没有完全烘干,残留在金属化层表面所造成的。此外,高温金属化后瓷件会产生花斑或黑斑,主要是由于瓷壳材料中所含的Ti离子和Fe离子部分被H7还原,在瓷壳内以多种离子状态出现,其中就有显色的离子,可以通过炉内温度控制或是调节H:的气氛来消除花斑。4404厂生产的瓷壳曾在釉下瓷体内出现大面积的暗色斑纹,称其为“云斑”,也是在高温金属化之后才产生的。白瓷的配方中含有Ca,Ca离子所形成的结晶核和共熔体是在不同的温度显色所造成的,通过调整配方,用Mg代替了原来配方中 的Ca,降低Ca离子的数量,云斑的现象就被消除 了。 参考文献[1]刘宝联.陶瓷一金属封接技术指南[M].北京:国防工业出 版社,1990. 收稿日期:2006—08—07 2鱼堂二咝日