Технологический процесс изготовления вольфрамового торированного карбидированного катода
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
?да, стабильность рабочей температуры в течение срока службы;
-напряженность и степень однородности электромагнитных полей в
Различных режимах эксплуатации.
Внутренние скрытые дефекты в исходном материале приводят к появлению ненадежных участков конструкции, обладающих пониженными механическими характеристиками, что особенно опасно в условиях жестких механических нагрузок. Прежде всего, это развитые микротрещины, проникающие в глубину до 1/3 радиуса поперечного сечения катода и более, а также неравномерно распределенные по сечению остаточные напряжения, не снятые при отжиге.
Для снижения уровня расслоя и количества дефектов в материал катода добавляется рений, изменяется методика введения оксида тория в сплав. Проводится контроль поверхности проволоки на дефектоскопе, применится электрополировка поверхности катода.
При карбидировании катода указанные ранее дефекты являются каналами для диффузии углеродсодержащих веществ в керн катода, что повышает его хрупкость. Особенно сильно проникает углерод в глубину катода по границам зерен, где остаточные деформации наибольшие.
Использование форсированных режимов активирования катодов (Т = 2440...2500 К) для снижения времени изготовления приводит к сильным деградационным изменениям в структуре металла: повышению хрупкости катода и уменьшению толщины карбидного слоя (декарбидированию) до 50% исходной толщины. Помимо этого происходит интенсивное испарение тория с поверхности катода, что уменьшает ресурс тория в катоде. Поэтому надо стремиться к снижению температуры активирования катода, несмотря на увеличение времени термообработки.
Декарбидирование ВТКК обусловлено рядом процессов: взаимодействием карбида с остаточными газами; распылением углерода из-за повышенной температуры; расходом углерода на восстановление тория из оксида; разложением под действием ионной бомбардировки; частичным термическим разложением с образованием монокарбида вольфрама.
Если считать, что толщина слоя карбида уменьшается из внутреннего объема в сторону наружной поверхности, то изменение радиуса карбидного слоя в зависимости от времени и температуры за время dt будет
Так как при декарбидировании катода толщина карбидного слоя уменьшается, то радиус внутренней части, состоящей из торированного вольфрама rb, увеличивается почти до радиуса наружной карбидированной поверхности на величину , а температура при этом повышается от Тк0 до Тк. Тогда время сокращения карбидного слоя будет
t = A exp(-aT)dr
Сопротивление карбида вольфрама в 2,1 раза больше сопротивления вольфрама, поэтому в результате декарбидирования нитей накала сопротивление катода уменьшается, ток накала, мощность и температура катода увеличиваются. Так как в узком интервале температур 2000...2100 К зависимость между r и Тк почти линейна, а удельное сопротивление провода можно считать постоянным.
Рис. 6
На рис. 6 показано уменьшение в процессе эксплуатации толщины слоя карбида К нитей накала различных диаметров d при стабилизации напряжения или мощности накала и T = 2000 К (кривая 1 - d = О,17 мм; 2 - 0,37 мм; 3 - 1 мм).
7. Список литературы
1.В.С. Прилуцкий и др., Особенности технологии производства мощных генераторных ламп; СПбГЭТУ ЛЭТИ, 2006 г.
2.А.Е. Иориш и др., Основы технологии производства электровакуумных приборов;
Л., 1971 г.
.В.С. Прилуцкий, Вольфрамовый торированный карбидированный катод; М.: Руда и металлы, 2001 г.