一种钍钨电极及在其表面渗透碳化二钨层的方法技术

一种钍钨电极及在其表面渗透碳化二钨层的方法，本发明专利技术涉及一种在渗透工艺，为提供一种带均匀、结构呈疏松细层状、厚度增大的碳化二钨层的电极，本发明专利技术提供了一种钍钨电极表面渗透碳化二钨层的方法，用乙酸丁酯、乙基纤维素和石墨粉制作涂覆溶液分多次涂覆，采用特殊手段烘干后得到结构为疏松细层状，厚度在60‑80µm的碳化二钨层。本发明专利技术的有益效果在于：（1）涂覆溶液安全无毒，制作简单；（2）渗碳操作简单方便；（3）加热时间短；（4）制作的渗碳层成分均为碳化二钨；（5）采用金相显微镜观察渗碳层厚度均匀约为60‑80µm，结构为疏松细层状，该结构有利于发射物质的迁移，提高灯管的寿命和性能。

A thorium tungsten electrode and method for infiltrating and carbonating two tungsten layers on the surface thereof

A thorium tungsten electrode and a method of carbonizing two tungsten layer on its surface. The invention relates to an electrode in the permeation process to provide a kind of carbon two tungsten layer with uniform structure in loose thin layer and thick thickness. The present invention provides a method for the surface osmotic carbonization of the two tungsten layer on the thorium tungsten electrode, with butyl acetate and B. The coating solution of base cellulose and graphite powder is divided into several times, and the structure is loose thin layer with a thickness of two tungsten layer with thickness of 60 and 80 m. The beneficial effects of the invention are: (1) the coating solution is safe and non-toxic and simple to make; (2) the carburizing operation is simple and convenient; (3) the heating time is short; (4) the carburized layer is made of carbonized two tungsten; (5) the thickness of the Carburized layer is uniform about 60 m, and the structure is loose fine layer. The structure is conducive to the migration of the emitting substance and improves the life and performance of the tube.

【技术实现步骤摘要】
一种钍钨电极及在其表面渗透碳化二钨层的方法
本专利技术涉及一种在渗透工艺，具体涉及一种钍钨电极及在其表面渗透碳化二钨层的方法。
技术介绍
钨因为优良的导电性、高硬度和高熔点的特性，被广泛应用于军工、电子、照明和加工等领域。钨中加入0.4%～4.2%氧化钍(ThO2)形成的钨钍合金，具有很高的热电子发射能力，可用作电子管热阴极和氩弧焊电极等。在照明领域，金属钨多用于电极材料，例如高压短弧放电灯的阴极和阳极，短弧放电灯的阴极一般加入2%氧化钍的钍钨合金，但是氧化钍在灯管使用过程中逐渐消耗减少，会导致灯管的光效逐渐降低，发射物质的枯竭还会导致频闪、飘弧、自熄等问题，但是在钍钨阴极表面渗入一层碳化二钨可以有效缓解这个问题，可现有技术中渗碳层的成分、结构、均匀性和厚度方面都不尽人意，影响了电极的使用效果。
技术实现思路
为克服上述提到的问题，本专利技术提供一种新的钍钨电极及在其表面渗透碳化二钨层的方法。本专利技术提供的技术方案如下：一种钍钨电极，所述的钍钨电极表面渗透有碳化二钨层，所述的碳化二钨层结构为疏松细层状，厚度在60-80µm。一种在钍钨电极表面渗透碳化二钨层的方法，所述的方法包括如下的步骤：（1）制备涂覆溶液：将重量比为（5-7）：（0.3-0.6）：（0.6-0.9）的乙酸丁酯、乙基纤维素和石墨粉混合均匀；（2）清洁钍钨电极表面后，涂覆步骤（1）中的溶液，分为3-4次涂覆，每次涂覆厚度为0.3-0.4mm，每次涂覆待干燥后再进行下一次的涂覆，使得最终涂覆的总厚度为1-1.2mm；分为多次涂覆，使得涂覆层更加的均匀，结合的更好。（3）将步骤（2）中涂覆并干燥完毕的电极置于高频铜圈内，盖上保护罩，在渗碳炉内于真空条件下缓慢升温到1700-1900℃，然后向渗碳炉内流动注入氩气降温，维持时间为25-30min；然后关闭高频加热，继续用氩气降温；（4）取出电极，渗透碳化二钨层完毕。优选的，步骤（3）中在0.1Pa条件下缓慢升温到1700-1900℃。优选的，步骤（3）中关闭高频加热后继续用氩气降温至电极表面温度为150℃。涂覆层在1000℃以上开始释放石墨粉，石墨粉在高温下和钨反应，形成均匀的渗碳层。渗碳层的结构和成分与加热温度、升温速度和时长有密切关系，高频铜圈具有加热快速均匀的特点，几分钟内直接加热电极到生成疏松细层状的碳化二钨的反应所需温度（1700-1900℃），作为副产物的碳化钨则几乎没有生成。本专利技术提供的优化渗碳工艺，操作方法简单，在保证产能的条件下能够实现进一步延长灯管寿命和提高性能，且在短弧放电灯阴极表面渗入一层成分稳定、结构为疏松细层状、均匀性优且厚度在60-80µm的碳化二钨的目标。本专利技术的有益效果在于：（1）涂覆溶液安全无毒，制作简单，不会污染环境；（2）渗碳操作简单方便，只需要一台加热设备就可以实现；（3）加热时间短，整个过程可以控制在1小时30分以内完成；（4）制作的渗碳层成分均为碳化二钨，几乎没有碳化钨生成；（5）采用金相显微镜观察渗碳层厚度均匀约为60-80µm，结构为疏松细层状，该结构有利于发射物质的迁移，提高灯管的寿命和性能。附图说明图1为现有技术得到的带渗碳层结构电极的金相结构图；图2为采用本专利技术提供的方法制备的带渗碳层结构电极的金相结构图。具体实施方式实施例1一种钍钨电极表面渗透碳化二钨层的方法，该方法包括如下的步骤：步骤（一）：用乙酸丁酯、乙基纤维素和石墨粉制作涂覆溶液，放入玻璃瓶待用，其中乙酸丁酯5-7g，乙基纤维素0.3-0.6g，石墨粉0.6-0.9g。步骤（二）：将洁净的钍钨阴极表面均匀涂覆步骤（一）中的溶液，层数为3-4层，分成几次涂抹比较均匀，每层厚度约为0.3-0.4mm，每次涂覆完毕等其干了再进行下一次涂覆，总涂覆厚度约为1-1.2mm，然后放入干燥箱待用；步骤（三）：将干燥后的涂覆石墨粉的钍钨阴极放入夹具（夹具是纯钨材料制作的）内安装好，放入高频铜圈内部，盖上保护罩，在真空0.1Pa条件下面缓慢升温到约1700-1900℃，时长五5分钟；随后在渗碳炉内持续注入氩气降温（气口进气，出气口同时出气），并保持炉内1atm气压，继续加热27分钟；最后关闭高频加热，用氩气降温电极至表面温度约为150℃，时长40分钟。步骤（四）：将渗碳后的电极从夹具内取出，电极表面已经均匀生成碳化二钨层，可直接装灯使用。采用金相显微镜观察，从图2可以看出，碳化二钨层厚度均匀，且厚度达到79.762µm，结构为疏松细层状，该结构有利于发射物质的迁移，提高灯管的寿命和性能。传统的方法制备的碳化二钨层，如图1，厚度位于23.64879µm到28.60386µm之间，远薄于本案制备的碳化二钨层，而且，图1中的结构为致密块状，不利于发射物质的迁移。实施例2一种钍钨电极表面渗透碳化二钨层的方法，该方法包括如下的步骤：步骤（一）：用乙酸丁酯、乙基纤维素和石墨粉制作涂覆溶液，放入玻璃瓶待用，其中乙酸丁酯6g，乙基纤维素0.5g，石墨粉0.8g。步骤（二）：将洁净的钍钨阴极表面均匀涂覆步骤（一）中的溶液，层数为3层，分成3次涂抹比较均匀，每层厚度约为0.3-0.4mm，每次涂覆完毕等其室温干后再进行下一次涂覆，总涂覆厚度约为1-1.2mm，然后放入干燥箱待用；步骤（三）：将干燥后的涂覆石墨粉的钍钨阴极放入夹具（夹具是纯钨材料制作的）内安装好，放入高频铜圈内，盖上保护罩，在真空0.1Pa条件下面缓慢升温到约1700-1900℃，时长五5分钟；随后在渗碳炉内持续注入氩气降温（气口进气，出气口同时出气），并保持炉内1atm气压，继续加热28分钟；然后关闭高频加热，用氩气降温电极至表面温度约为150℃，时长40分钟。步骤（四）：将渗碳后的电极从夹具内取出，电极表面已经均匀生成碳化二钨层，可直接装灯使用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钍钨电极，其特征在于，所述的钍钨电极表面渗透有碳化二钨层，所述的碳化二钨层结构为疏松细层状，厚度在60‑80µm。

【技术特征摘要】
1.一种钍钨电极，其特征在于，所述的钍钨电极表面渗透有碳化二钨层，所述的碳化二钨层结构为疏松细层状，厚度在60-80µm。2.一种在钍钨电极表面渗透碳化二钨层的方法，其特征在于，所述的方法包括如下的步骤：（1）制备涂覆溶液：将重量比为（5-7）：（0.3-0.6）：（0.6-0.9）的乙酸丁酯、乙基纤维素和石墨粉混合均匀；（2）清洁钍钨电极表面后，涂覆步骤（1）中的溶液，分为多次涂覆，每次涂覆厚度为0.3-0.4mm，每次涂覆待干燥后再进行下一次的涂覆，使得最终涂覆的总厚度为1-1.2mm；（3）将步骤（2）中涂覆并干燥完毕的电极置于高频铜圈内，盖上保...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡志国，黄小琳，张榜，
申请(专利权)人：深圳凯世光研股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44