一種微波爐磁控管用無輻射多元復(fù)合鎢陰極材料及其制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微波爐磁控管用無輻射多元復(fù)合鎢陰極材料及其制備工藝，鎢陰極材料含有氧化鑭、氧化鋯、氧化釔、氧化镥、錸以及鎢，其中每種稀土氧化物占該鎢電極材料質(zhì)量百分比為0.5%~1.5%，稀土氧化物總量占該鎢電極材料質(zhì)量百分比為2%~3%，合金元素錸占占該鎢電極材料質(zhì)量百分比為1%~4%，其余為鎢。該鎢陰極材料無輻射，熱發(fā)射性能優(yōu)良，抗高溫蠕變、抗熱震、抗下垂性能佳，使用壽命長。微波爐磁控管用無輻射多元復(fù)合稀土鎢合金電極材料的制備方法包括配置溶液、干燥、還原、酸洗滌、冷等靜壓、燒結(jié)、垂熔、中頻感應(yīng)退火、壓力加工、卷繞以及機(jī)械校直。且使用性能更佳。這種工藝生產(chǎn)的多元復(fù)合鎢絲在高溫下長期周期受熱時，能獲得大的變形阻力，具有抗下垂性能。
【專利說明】—種微波爐磁控管用無輻射多元復(fù)合鎢陰極材料及其制備工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微波爐磁控管用鎢陰極材料及其制備工藝，特別是涉及一種微波爐磁控管用無輻射多元復(fù)合鎢陰極材料及其制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]微波爐磁控管的陰極即電子的發(fā)射體，又是相互作用空間的一個組成部分。陰極的性能對磁控管的工作特性和壽命影響極大，被視為磁控管的心臟。人們?yōu)榱颂岣哧帢O的電子發(fā)射功能，在純鎢的材料中添加了釷的氧化物，但這種復(fù)合材料所制成的陰極產(chǎn)品脆塑轉(zhuǎn)變溫度高，加工成形困難，且再結(jié)晶溫度低，導(dǎo)致磁控管陰極在生產(chǎn)、運(yùn)輸及使用過程中發(fā)生不可控制的斷裂，導(dǎo)致磁控管失效。嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的可靠性，增加了制造成本。此外，釷是放射性元素，以釷作為主要添加原料，在冶煉、生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用過程中，對環(huán)境產(chǎn)生污染，所制成的最終產(chǎn)品對接觸者的人體健康也存在潛在的不利影響，而且釷的半衰期為1.39X101(I年，也難以回收，其報廢產(chǎn)品對環(huán)境構(gòu)成污染威脅，中國目前承擔(dān)了世界100%的微波爐用磁控管生產(chǎn)，釷作為極其重要的稀土戰(zhàn)略資源，可用于清潔能源核電制造，因此，從資源的合理使用角度考慮，在微波爐中，提供一種能替代現(xiàn)有的含釷磁控管鎢陰極已成為本領(lǐng)域的重要研究課題。一方面，為了得到更好的熱發(fā)射效果和高溫工作穩(wěn)定性，必須進(jìn)一步降低陰極材料的電子逸出功，提高其抗高溫蠕變性能和壽命。針對上述問題，在金屬鎢中添加非釷稀土氧化物來刺激它的電子逸出功，使得鎢陰極的熱發(fā)射得以改善。再通過錸元素的合金化，提高鎢陰極的抗高溫蠕變性能和使用壽命。另一方面，為了得到更好的熱發(fā)射效果和高溫工作 穩(wěn)定性，必須進(jìn)一步降低陰極材料的電子逸出功，提高其抗高溫蠕變性能和壽命?，F(xiàn)在繼續(xù)一種無輻射，熱發(fā)射性能優(yōu)良，抗高溫蠕變、抗熱震、抗下垂性能佳，使用壽命長的微波爐磁控管用無輻射多元復(fù)合鎢陰極材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決技術(shù)問題之一是，提供一種無輻射，熱發(fā)射性能優(yōu)良，抗高溫蠕變、抗熱震、抗下垂性能佳，使用壽命長的微波爐磁控管用無輻射多元復(fù)合鎢陰極材料。
[0004]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種微波爐磁控管用無輻射多元復(fù)合鎢陰極材料，其關(guān)鍵在于:含有氧化鑭、氧化鋯、氧化釔、氧化镥、錸以及鎢，其中每種稀土氧化物占該鎢陰極材料質(zhì)量百分比為0.5%~1.5%，稀土氧化物總量占該鎢陰極材料質(zhì)量百分比為2%~3%，合金元素錸占占該鎢陰極材料質(zhì)量百分比為1%~4%，其余為鎢。
[0005]本發(fā)明所要解決技術(shù)問題之二是，提供一種無輻射，熱發(fā)射性能優(yōu)良，抗高溫蠕變、抗熱震、抗下垂性能佳，使用壽命長的微波爐磁控管用無輻射多元復(fù)合鎢陰極材料的制備工藝。
[0006]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種微波爐磁控管用無輻射多元復(fù)合鎢陰極材料的制備工藝，其關(guān)鍵是:包括以下步驟:[0007]步驟1:以在鎢陰極材料中所占質(zhì)量百分比計，按氧化鑭、氧化鋯、氧化釔和氧化镥每種稀土氧化物含量為0.5%~1.5%，四種稀土氧化物總量為2%~3%，錸為1%~4%，換算成對應(yīng)的硝酸鑭、硝酸鋯、硝酸釔、硝酸镥和錸酸銨的量，然后稱取這些化合物配置成混合溶液；
[0008]步驟2:以在鎢電極材料中所占質(zhì)量百分比計，按鎢為93%~97%，將對應(yīng)質(zhì)量的三氧化鎢粉末、藍(lán)鎢粉末、鎢粉、仲鎢酸銨粉末或者鎢錸混合粉末加入上述混合溶液中，攪拌均勻，加熱干燥獲得混合粉末；
[0009]步驟3:首先將上述混合粉末在還原爐中通氫氣還原，溫度在400°C~700°C，時間為45min~75min，然后將所得的粉末在還原爐中繼續(xù)通氫氣還原，溫度在700°C~1000°C，時間為45min~75min ;將兩次還原后所得混合粉進(jìn)行酸洗滌；
[0010]步驟4:稱量500g~2500g填入軟膜包套，包套放入冷等靜壓機(jī)壓制成圓柱形坯條，壓制壓力設(shè)定在1000Kg/ cm 2~3OOOKg/ cm 2 ；
[0011]步驟5:將壓制好的坯條在氫氣保護(hù)下進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1100°C~1300°C，裝舟量5根/舟~10根/舟，時間30min~60min ；
[0012]步驟6:將預(yù)燒好的坯條置于氫氣保護(hù)的垂熔燒結(jié)設(shè)備中，在90%的熔斷電流下保溫20min,降溫冷卻；
[0013]步驟7:對垂熔燒結(jié)后的坯條進(jìn)行B203旋鍛開坯，開坯溫度1500°C~1650°C，之后經(jīng)中頻感應(yīng)退火，再經(jīng)過壓力加工制得直徑0.4~0.6mm的鎢絲，并用線盤卷繞；
[0014]步驟8:將最后用線盤卷繞的鎢絲進(jìn)行加熱增加反拉力的機(jī)械矯直；
`[0015]其中步驟3中所述酸洗滌是指將所獲得的鎢復(fù)合粉末先后用鹽酸、氫氟酸洗滌，具體步驟如下:
[0016]先加去離子純凈水至襯耐酸膠的酸洗鍋中，同時加入質(zhì)量含量為3%~5%鹽酸，開啟攪拌，裝入鎢復(fù)合粉末進(jìn)行洗滌，洗滌完畢后沉淀2h~3h ;
[0017]之后排除廢液，之后再加入質(zhì)量含量為3%~5%氫氟酸進(jìn)行洗滌，洗滌完畢后沉淀2h ~3h ;
[0018]之后排除廢液，再用去離子純凈水洗滌；再排除廢液；
[0019]上述用去離子純凈水洗滌至少進(jìn)行一次，直至最后用原子吸收測水中鉀；用廣泛試紙測水洗液的PH值；用光譜法測定洗滌后鎢復(fù)合粉末中的金屬雜質(zhì)含量，符合下列技術(shù)要求后，過濾后進(jìn)行干燥:
[0020]K<15ppm, pH>4.5, Fe〈20ppm, Mn<5ppm, Na/Ni/Ca/Co/Cr<10ppm,
[0021]其中步驟8中所述機(jī)械矯直是選用五塊孔型尺寸相同的矯直模，其位置分別固定在矯直機(jī)主軸的模架上，當(dāng)鎢絲從?？淄ㄟ^時，主軸以2800r/min速度旋轉(zhuǎn)，使桿料表面受到模具限制，因附加微小變形，而產(chǎn)生符號相反的附加應(yīng)力，使原有的殘余應(yīng)力得到抵消，從而使桿料變直，矯直桿料的外形尺寸和性能不變。
[0022]通過實(shí)施本發(fā)明可取得以下有益效果:
[0023]在制造鎢絲時，首先，通過控制鎢絲中錸元素含量來改善鎢絲的繞絲性能，來解決鎢絲圈的繞制過程中劈裂、脆斷等不良現(xiàn)象。其次，根據(jù)磁控管中鎢陰極的技術(shù)要求，保證鎢絲繞制性能的前提下，充分發(fā)揮材料的電子發(fā)射性能，確定了稀土氧化物含量為2%~3%，錸含量為1%~3%，這樣能保證成品率在90%以上。當(dāng)錸含量0.5%時，鎢絲的繞絲階段成品率卻降到了 50%。再者，將混合粉末通過強(qiáng)酸洗滌，去除鉀、鐵、鎳、鈣、硅、鋁等雜質(zhì)，防止氧化物和錸粒子分布不均勻以及雜質(zhì)在晶界上的富集，使氧化物和錸顆粒在鎢基體中均勻分布，來獲得長期在高溫下周期受熱時變形小的鎢絲，解決了現(xiàn)有技術(shù)中螺旋鎢絲的下垂變形缺點(diǎn)。由于經(jīng)過酸洗處理去除了混合粉末中的雜質(zhì)，使得混合粉末中聚集氧化物顆粒分散為單個顆粒，因此，氧化物和錸在鎢粉末中分布均勻。拉拔加工后，對多元復(fù)合鎢絲進(jìn)行矯直處理，使其內(nèi)應(yīng)力分布均勻，提高鎢絲的繞制性能，解決鎢絲螺旋線圈繞制過程中劈裂、螺距分布不均勻等不良現(xiàn)象。采用機(jī)械矯直技術(shù)在低于其再結(jié)晶的溫度下進(jìn)行加熱矯直所生產(chǎn)的多元復(fù)合鎢絲，使材料產(chǎn)生回復(fù)，消除加工過程中因變形所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力及扭力等，使得所繞制的鎢螺旋螺距不易變形且分布均勻。由本發(fā)明所述方法所獲得的多元復(fù)合鎢粉末因?yàn)橥耆缓龠M(jìn)氧化物聚集的有害雜質(zhì)在燒結(jié)過程中氧化物的彌散分布均勻。此外，錸元素在燒結(jié)過程中通過擴(kuò)散固溶在鎢基體中，產(chǎn)生“固溶軟化”，改變鎢晶粒生長機(jī)制，跟氧化物顆粒一樣具有明顯的晶粒細(xì)化效果，在加工過程中進(jìn)行適當(dāng)熱處理，亦獲得沿軸向伸長、晶粒相互咬合的再結(jié)晶晶粒，它們縱橫比大于5，一般在15左右，這種方法生產(chǎn)多元復(fù)合鎢絲在高溫下長期周期受熱時，能夠獲得大的變形阻力，具有抗下垂性能。
【具體實(shí)施方式】
[0024]一種微波爐磁控管用無輻射多元復(fù)合鎢陰極材料，含有氧化鑭、氧化鋯、氧化釔、氧化镥、錸以及鎢，其中每種稀土氧化物占該鎢陰極材料質(zhì)量百分比為0.5%~1.5%，稀土氧化物總量占該鎢陰極材料質(zhì)量百分比為2%~3%，合金元素錸占占該鎢陰極材料質(zhì)量百分比為1%~4%,其余為鶴。
[0025]實(shí)施例一:
[0026]稱取19.93g硝酸鑭、26.13g硝酸鋯、25.44g硝酸釔、14.28g硝酸镥，64.82g錸酸銨粉末，配置成混合溶液 ，將1778.0g三氧化鎢粉末加入，充分?jǐn)嚢枵舾珊透稍锖?，先在溫度?0CTC的環(huán)境中通氫氣還原45min,再在70CTC的環(huán)境中通氫氣還原45min,制得符合要求的加工性能好的混合粉末。
[0027]將上述還原好的混合粉末先后用鹽酸、氫氟酸洗滌，即先加去離子純凈水至襯耐酸膠的酸洗鍋中，同時加入質(zhì)量含量為3%的鹽酸，開啟攪拌，裝入混合粉末進(jìn)行洗滌，洗滌完畢后沉淀2h,之后排除廢液,之后再加入質(zhì)量含量3%的氫氟酸進(jìn)行洗漆,洗漆完畢后沉淀2h，之后排除廢液。最后再用去離子純凈水洗滌3次，然后用原子吸收測水中鉀離子含量，用廣泛試紙(I~14)測水洗液中pH值，用光譜法測定洗滌后混合粉末中金屬雜質(zhì)含量，符合下列技術(shù)要求后，過濾后進(jìn)行干燥:K〈15ppm, pH>4.5, Fe<20ppm, Mn<5ppm, Na/Ni/Ca/Co/Cr<IOppmo然后，將混合粉末冷等靜壓制成重500g的圓柱形還條,壓制壓力設(shè)定在1000Kg/ cm 2_。裝舟5根/舟并通氫氣保護(hù)在1100°C的溫度下預(yù)燒結(jié)30min，之后在90%的熔斷電流下保溫20min進(jìn)行垂熔燒結(jié)，再經(jīng)過壓力加工，即經(jīng)過旋鍛、中間退火、拉拔、機(jī)械矯直等工序制成多元復(fù)合鎢絲。其中機(jī)械矯直處理是選用五塊孔型尺寸相同的矯直模，其位置分別固定在矯直機(jī)主軸的模架上，當(dāng)鎢絲從模孔通過時，主軸以2800r/min速度旋轉(zhuǎn)，使桿料表面受到模具限制，因附加微小變形，而產(chǎn)生符號相反的附加應(yīng)力，使原有的殘余應(yīng)力得到抵消，從而使桿料變直，矯直桿料的外形尺寸和性能不變。上述退火矯直方法所得Φ0.5mm鶴絲需控制下述技術(shù)參數(shù):抗拉強(qiáng)度:60±3g/mg ;彎曲率:切出Im長的絲靜止于平面時，多元復(fù)合鶴絲自然卷曲形成線圈，具有小圈直徑200mm以上,小圈高度IOmm以下的特征。此時，由于此多元復(fù)合鎢絲所具備的形狀不容易喪失，采用與未矯直處理的多元復(fù)合鶴絲同樣的條件下繞制，制得直徑4.0mm、間距1.018mm、長11.7mm的鶴螺旋,通過檢測變形點(diǎn)數(shù)為0，以及光亮處理后螺旋絲的變形根數(shù)為0，而且制得的螺距分布均勻。采用上述矯直技術(shù)在低于其再結(jié)晶的溫度下進(jìn)行加熱矯直所生產(chǎn)的多元復(fù)合鎢絲，使材料產(chǎn)生回復(fù)，消除加工過程中因變形所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力及扭力等，使得所繞制的鎢螺旋螺距不易變形且分布均勻、由上述方法所獲得的多元復(fù)合鎢粉末因?yàn)橥耆缓龠M(jìn)氧化物聚集的有害雜質(zhì)在燒結(jié)過程中氧化物的彌散分布均勻。此外，錸元素在燒結(jié)過程中通過擴(kuò)散固溶在鎢基體中，產(chǎn)生“固溶軟化”，改變鎢晶粒生長機(jī)制，跟氧化物顆粒一樣具有明顯的晶粒細(xì)化效果，在加工過程中進(jìn)行適當(dāng)熱處理，亦獲得沿軸向伸長、晶粒相互咬合的再結(jié)晶晶粒，它們縱橫比大于5，一般在15左右，這種方法生產(chǎn)多元復(fù)合鎢絲在高溫下長期周期受熱時，能夠獲得大的變形阻力，具有抗下垂性能。
[0028]實(shí)施例二:
[0029]稱取19.93g硝酸鑭、26.13g硝酸鋯、25.44g硝酸釔、14.28g硝酸镥，64.82g錸酸銨粉末，配置成混合溶液，將1778.0g三氧化鎢粉末加入，充分?jǐn)嚢枵舾珊透稍锖?，先在溫度?0CTC的環(huán)境中通氫氣還原60min,再在80CTC的環(huán)境中通氫氣還原60min,制得符合要求的加工性能好的混合粉末。
[0030]將上述還原好的混合粉末先后用鹽酸、氫氟酸洗滌，即先加去離子純凈水至襯耐酸膠的酸洗鍋中，同時加入質(zhì)量含量為4%的鹽酸，開啟攪拌，裝入混合粉末進(jìn)行洗滌，洗滌完畢后沉淀2h，之后排除廢液，之后再加入質(zhì)量含量4%的氫氟酸進(jìn)行洗滌，洗滌完畢后沉淀2.5h，之后排除廢液。最后再用去離子純凈水洗滌3次，然后用原子吸收測水中鉀離子含量，用廣泛試紙(I~14)測水洗液中pH值，用光譜法測定洗滌后混合粉末中金屬雜質(zhì)含量，符合下列技術(shù)要求后，過濾后進(jìn)行干燥:K〈15ppm, pH>4.5, Fe<20ppm, Mn<5ppm, Na/Ni/Ca/Co/Cr<I Oppmo然后，將混合粉末冷等靜壓制成重1500g的圓柱形還條,壓制壓力設(shè)定在1500Kg/ cm 2.。裝舟8根/舟并通氫氣保護(hù)在1200°C的溫度下預(yù)燒結(jié)50min，之后在90%的熔斷電流下保溫20min進(jìn)行垂熔燒結(jié)，再經(jīng)過壓力加工，即經(jīng)過旋鍛、中間退火、拉拔、機(jī)械矯直等工序制成多元復(fù)合鎢絲。其中機(jī)械矯直處理是選用五塊孔型尺寸相同的矯直模，其位置分別固定在矯直機(jī)主軸的模架上，當(dāng)鎢絲從?？淄ㄟ^時，主軸以2800r/min速度旋轉(zhuǎn)，使桿料表面受到模具限制，因附加微小變形，而產(chǎn)生符號相反的附加應(yīng)力，使原有的殘余應(yīng)力得到抵消，從而使桿料變直，矯直桿料的外形尺寸和性能不變。上述退火矯直方法所得Φ0.5mm鶴絲需控制下述技術(shù)參數(shù):抗拉強(qiáng)度:60±3g/mg ;彎曲率:切出Im長的絲靜止于平面時，多元復(fù)合鶴絲自然卷曲形成線圈，具有小圈直徑200mm以上,小圈高度IOmm以下的特征。此時，由于此多元復(fù)合鎢絲所具備的形狀不容易喪失，采用與未矯直處理的多元復(fù)合鶴絲同樣的條件下繞制，制得直徑4.0mm、間距1.018mm、長11.7mm的鶴螺旋,通過檢測變形點(diǎn)數(shù)為0，以及光亮處理后螺旋絲的變形根數(shù)為0，而且制得的螺距分布均勻。采用上述矯直技術(shù)在低于其再結(jié)晶的溫度下進(jìn)行加熱矯直所生產(chǎn)的多元復(fù)合鎢絲，使材料產(chǎn)生回復(fù)，消除加工過程中因變形所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力及扭力等，使得所繞制的鎢螺旋螺距不易變形且分布均勻、由上述方法所獲得的多元復(fù)合鎢粉末因?yàn)橥耆缓龠M(jìn)氧化物聚集的有害雜質(zhì)在燒結(jié)過程中氧化物的彌散分布均勻。此外，錸元素在燒結(jié)過程中通過擴(kuò)散固溶在鎢基體中，產(chǎn)生“固溶軟化”，改變鎢晶粒生長機(jī)制，跟氧化物顆粒一樣具有明顯的晶粒細(xì)化效果，在加工過程中進(jìn)行適當(dāng)熱處理，亦獲得沿軸向伸長、晶粒相互咬合的再結(jié)晶晶粒，它們縱橫比大于5，一般在15左右，這種方法生產(chǎn)多元復(fù)合鎢絲在高溫下長期周期受熱時，能夠獲得大的變形阻力，具有抗下垂性能。
[0031]實(shí)施例三:
[0032]稱取19.93g硝酸鑭、26.13g硝酸鋯、25.44g硝酸釔、14.28g硝酸镥，64.82g錸酸銨粉末，配置成混合溶液，將1778.0g三氧化鎢粉末加入，充分?jǐn)嚢枵舾珊透稍锖螅仍跍囟葹?00°C的環(huán)境中通氫氣還原75min,再在100CTC的環(huán)境中通氫氣還原75min,制得符合要求的加工性能好的混合粉末。
[0033]將上述還原好的混合粉末先后用鹽酸、氫氟酸洗滌，即先加去離子純凈水至襯耐酸膠的酸洗鍋中，同時加入質(zhì)量含量為5%的鹽酸，開啟攪拌，裝入混合粉末進(jìn)行洗滌，洗滌完畢后沉淀3h,之后排除廢液,之后再加入質(zhì)量含量5%的氫氟酸進(jìn)行洗漆,洗漆完畢后沉淀3h，之后排除廢液。最后再用去離子純凈水洗滌3次，然后用原子吸收測水中鉀離子含量，用廣泛試紙(I~14)測水洗液中pH值，用光譜法測定洗滌后混合粉末中金屬雜質(zhì)含量，符合下列技術(shù)要求后，過濾后進(jìn)行干燥:K〈15ppm, pH>4.5, Fe<20ppm, Mn<5ppm, Na/Ni/Ca/Co/Cr<IOppmo然后，將混合粉末冷等靜壓制成重2500g的圓柱形還條,壓制壓力設(shè)定在3000Kg/ cm 2_。裝舟10根/舟并通氫氣保護(hù)在1300°C的溫度下預(yù)燒結(jié)60min，之后在90%的熔斷電流下保溫20min進(jìn)行垂熔燒結(jié)，再經(jīng)過壓力加工，即經(jīng)過旋鍛、中間退火、拉拔、機(jī)械矯直等工序制成多元復(fù)合鎢絲。其中機(jī)械矯直處理是選用五塊孔型尺寸相同的矯直模，其位置分別固定在矯直機(jī)主軸的模架上，當(dāng)鎢絲從?？淄ㄟ^時，主軸以2800r/min速度旋轉(zhuǎn)，使桿料表面受到模具限制，因附加微小變形，而產(chǎn)生符號相反的附加應(yīng)力，使原有的殘余應(yīng)力得到抵消，從而使桿料變直，矯直桿料的外形尺寸和性能不變。上述退火矯直方法所得Φ0.5mm鶴絲需控制下述技術(shù)參數(shù):抗拉強(qiáng)度:60±3g/mg ;彎曲率:切出Im長的絲靜止于平面時，多元復(fù)合鶴絲自然卷曲形成線圈，具有小圈直徑200mm以上,小圈高度IOmm以下的特征。此時，由于此多元復(fù)合鎢絲所具備的形狀不容易喪失，采用與未矯直處理的多元復(fù)合鶴絲同樣的條件下繞制，制得直`徑4.0mm、間距1.018mm、長11.7mm的鶴螺旋,通過檢測變形點(diǎn)數(shù)為0，以及光亮處理后螺旋絲的變形根數(shù)為0，而且制得的螺距分布均勻。采用上述矯直技術(shù)在低于其再結(jié)晶的溫度下進(jìn)行加熱矯直所生產(chǎn)的多元復(fù)合鎢絲，使材料產(chǎn)生回復(fù)，消除加工過程中因變形所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力及扭力等，使得所繞制的鎢螺旋螺距不易變形且分布均勻、由上述方法所獲得的多元復(fù)合鎢粉末因?yàn)橥耆缓龠M(jìn)氧化物聚集的有害雜質(zhì)在燒結(jié)過程中氧化物的彌散分布均勻。此外，錸元素在燒結(jié)過程中通過擴(kuò)散固溶在鎢基體中，產(chǎn)生“固溶軟化”，改變鎢晶粒生長機(jī)制，跟氧化物顆粒一樣具有明顯的晶粒細(xì)化效果，在加工過程中進(jìn)行適當(dāng)熱處理，亦獲得沿軸向伸長、晶粒相互咬合的再結(jié)晶晶粒，它們縱橫比大于5，一般在15左右，這種方法生產(chǎn)多元復(fù)合鎢絲在高溫下長期周期受熱時，能夠獲得大的變形阻力，具有抗下垂性能。
[0034]實(shí)施例四與實(shí)施例一的區(qū)別僅在于:將加入的1778.0g三氧化鎢粉末替換為1765.8g藍(lán)鎢粉末。實(shí)施例五與實(shí)施例二的區(qū)別僅在于:將加入的1778.0g三氧化鎢粉末替換為1765.8g藍(lán)鎢粉末。實(shí)施例六與實(shí)施例三的區(qū)別僅在于:將加入的1778.0g三氧化鎢粉末替換為1765.8g藍(lán)鎢粉末。[0035]實(shí)施例七與實(shí)施例一的區(qū)別僅在于:將加入的1778.0g三氧化鎢粉末替換為1410g鎢粉。實(shí)施例八與實(shí)施例二的區(qū)別僅在于:將加入的1778.0g三氧化鎢粉末替換為1410g鎢粉。實(shí)施例九與實(shí)施例三的區(qū)別僅在于:將加入的1778.0g三氧化鎢粉末替換為1410g鎢粉。
[0036]實(shí)施例十與實(shí)施例一的區(qū)別僅在于:將加入的1778.0g三氧化鎢粉末替換為2176.8g仲鎢酸銨粉末。實(shí)施例1^一與實(shí)施例二的區(qū)別僅在于:將加入的1778.0g三氧化鎢粉末替換為2176.8g仲鎢酸銨粉末。實(shí)施例十二與實(shí)施例三的區(qū)別僅在于:將加入的1778.0g三氧化鎢粉末替換為2176.8g仲鎢酸銨粉末。
[0037]實(shí)施例十三與實(shí)施例一的區(qū)別僅在于:將加入的1778.0g三氧化鎢粉末替換為1455g鎢錸混合粉末，其中鎢粉1410g，錸粉45g。實(shí)施例十四與實(shí)施例二的區(qū)別僅在于:將加入的1778.0g三氧化鎢粉末替換為1455g鎢錸混合粉末，其中鎢粉1410g，錸粉45g。實(shí)施例十五與實(shí)施例三的區(qū)別僅在于:將加入的1778.0g三氧化鎢粉末替換為1455g鎢錸混合粉末，其中鎢粉1410g，錸粉45g。
[0038]對陰極使用性能進(jìn)行了測試，測試項(xiàng)目包括引弧性能試驗(yàn)、抗燒損性能測試和電弧靜特性測試。結(jié)果與目前國內(nèi)外工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的釷鎢陰極進(jìn)行了對比。各陰極材料成分如表1所示:
材料成分wt%I
【權(quán)利要求】
1.一種微波爐磁控管用無輻射多元復(fù)合鎢陰極材料，其特征在于:含有氧化鑭、氧化鋯、氧化釔、氧化镥、錸以及鎢，其中每種稀土氧化物占該鎢陰極材料質(zhì)量百分比為0.5%~1.5%，稀土氧化物總量占該鎢陰極材料質(zhì)量百分比為2%~3%，合金元素錸占占該鎢陰極材料質(zhì)量百分比為1%~4%，其余為鎢。
2.一種微波爐磁控管用無輻射多元復(fù)合鎢陰極材料的制備工藝，其特征是:包括以下步驟: 步驟1:以在鎢陰極材料中所占質(zhì)量百分比計，按氧化鑭、氧化鋯、氧化釔和氧化镥每種稀土氧化物含量為0.5%~1.5%，四種稀土氧化物總量為2%~3%，錸為1%~4%，換算成對應(yīng)的硝酸鑭、硝酸鋯、硝酸釔、硝酸镥和錸酸銨的量，然后稱取這些化合物配置成混合溶液； 步驟2:以在鎢電極材料中所占質(zhì)量百分比計，按鎢為93%~97%，將對應(yīng)質(zhì)量的三氧化鎢粉末、藍(lán)鎢粉末、鎢粉、仲鎢酸銨粉末或者鎢錸混合粉末加入上述混合溶液中，攪拌均勻，加熱干燥獲得混合粉末； 步驟3:首先將上述混合粉末在還原爐中通氫氣還原，溫度在400°C~700°C，時間為45min~75min，然后將所得的粉末在還原爐中繼續(xù)通氫氣還原，溫度在700°C~1000°C，時間為45 min ^75min ;將兩次還原后所得混合粉進(jìn)行酸洗滌； 步驟4:稱量500g~2500g填入軟膜包套，包套放入冷等靜壓機(jī)壓制成圓柱形坯條，壓制壓力設(shè)定在 1000 Kg/ cm 2~3000 Kg/ cm 2 ； 步驟5:將壓制好的坯條在氫氣保護(hù)下進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1100°C~1300°C，裝舟量5根/舟~10根/舟，時間30 min~60min ； 步驟6:將預(yù)燒好的坯條置于氫氣保護(hù)的垂熔燒結(jié)設(shè)備中，在90%的熔斷電流下保溫20min,降溫冷卻；· 步驟7:對垂熔燒結(jié)后的坯條進(jìn)行B203旋鍛開坯，開坯溫度1500°C~1650°C，之后經(jīng)中頻感應(yīng)退火，再經(jīng)過壓力加工制得直徑0.4mnT0.6mm的鶴絲,并用線盤卷繞； 步驟8:將最后用線盤卷繞的鎢絲進(jìn)行加熱增加反拉力的機(jī)械矯直； 其中步驟3中所述酸洗滌是指將所獲得的鎢復(fù)合粉末先后用鹽酸、氫氟酸洗滌，具體步驟如下: 先加去離子純凈水至襯耐酸膠的酸洗鍋中，同時加入質(zhì)量含量為3~5%鹽酸，開啟攪拌，裝入鎢復(fù)合粉末進(jìn)行洗滌，洗滌完畢后沉淀2 h~3h; 之后排除廢液，之后再加入質(zhì)量含量為3%~5%氫氟酸進(jìn)行洗漆,洗漆完畢后沉淀2 h~3h ； 之后排除廢液，再用去離子純凈水洗滌；再排除廢液； 上述用去離子純凈水洗滌至少進(jìn)行一次，直至最后用原子吸收測水中鉀；用廣泛試紙測水洗液的PH值；用光譜法測定洗滌后鎢復(fù)合粉末中的金屬雜質(zhì)含量，符合下列技術(shù)要求后，過濾后進(jìn)行干燥: K<15ppm, pH>4.5, Fe〈20ppm, Mn<5ppm, Na/Ni/Ca/Co/Cr<10ppm, 其中步驟8中所述機(jī)械矯直是選用五塊孔型尺寸相同的矯直模，其位置分別固定在矯直機(jī)主軸的模架上，當(dāng)鎢絲從?？淄ㄟ^時，主軸以2800r/min速度旋轉(zhuǎn)，使桿料表面受到模具限制，因附加微小變形，而產(chǎn)生符號相反的附加應(yīng)力，使原有的殘余應(yīng)力得到抵消，從而使桿料變直，矯直桿料的外形尺寸和性能不變。
【文檔編號】C22C27/04GK103849804SQ201410073749
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月1日
【發(fā)明者】顧進(jìn)躍, 徐玄, 顧偉華, 袁克艷 申請人:深圳市威勒達(dá)科技開發(fā)有限公司