Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Проводниковые материалы и сплавы различного применения: тугоплавкие металлы
Металлы с температурой плавления более 1700°С относят к тугоплавким. Характерно, что эти металлы, как правило, химически устойчивы при низких температурах, но при повышенных температурах активно взаимодействуют с атмосферой. Поэтому изделия из них (электроды, нагреватели, катоды) эксплуатируют в вакууме или в среде инертных газов. Механическая обработка тугоплавких металлов затруднительна вследствие их повышенной твердости и хрупкости.
Вольфрам — светло-серый металл, обладающий наиболее высокой температурой плавления и очень большой плотностью. Характерной особенностью вольфрама является высокая прочность отдельно взятых кристаллов при очень слабом их сцеплении между собой. Поэтому вольфрамовые изделия с мелкокристаллической структурой очень хрупкие (рис. 7.1).
Волокнистая структура металла, создаваемая ковкой и волочением, обеспечивает высокую механическую прочность и гибкость тонких вольфрамовых нитей, диаметр которых достигает менее 10 мкм. С уменьшением диаметра нити возрастает ее механическая прочность за счет преобладания волокнистой структуры. Марки вольфрама: особо чистый (ОЧВ), содержащий примесей не более 0,02%; вольфрам с присадкой кремния и алюминия (ВА); вольфрам с присадкой окиси тория (ВТ-7—ВТ-50), вольфрам разного назначения (ВРИ) и др. Поскольку вольфрам имеет высокую температуру плавления, малую скорость испарения и удовлетворительную механическую прочность в накаленном состоянии,- он используется в электровакуумных приборах преимущественно при высоких температурах. Вольфрам обладает наименьшим значением ТКl среди всех чистых металлов, применяемых в вакуумной технике. Это свойство используют при изготовлении термически согласованных спаев вольфрама с тугоплавкими стеклами. Вольфрам сравнительно дорог, с трудом обрабатывается и поэтому применяется только там, где его нельзя заменить. Область применения — изготовление нитей накала осветительных ламп, катодов прямого и косвенного накала мощных генераторных ламп, высоковольтных выпрямителей, рентгеновских трубок, для изготовления разрывных контактов реле, пускателей, прерывателей, особенно при больших значениях разрываемой мощности. Молибден - тугоплавкий металл, близкий к вольфраму по свойствам, хотя почти в 2 раза легч; имеет наиболее низкое удельное сопротивление из всех тугоплавких металлом. Молибден широко применяют в электровакуумной технике при менее высоких температурах, чем вольфрам. Отожженный мелкозернистый молибден характеризуется хорошей пластичностью и его механическая обработка не вызывает особых затруднений. Механические свойства молибдена в значительной степени зависят от термической и механической обработки материала, вида и размера изделия. Так, σρ молибдена колеблется от 350 до 2500 МПа, а ∆ l / l - от 2 до 55%. Для нужд электровакуумного производства отечественная промышленность выпускает особо чистый молибден (ОЧМ) с содержанием примесей не более 0,02%, чистый молибден (ДАЧ), молибден с присадкой окиси кремния (МК) и др. Марка МК отличается повышенной механической прочностью при высоких температурах. Высокая прочность и твердость молибдена в сочетании с хорошей пластичностью делают его одним из лучших материалов для изготовления деталей сложной конфигурации, работающих в вакууме при высоких температурах (электродов радиоламп и т. д.). Тантал широко применяется в электровакуумной технике при менее высоких температурах, чем вольфрам, характеризуется высокой пластичностью даже при комнатной температуре. Например, прокатыванием получают танталовую фольгу для электролитических конденсаторов толщиной в несколько микрометров. В зависимости от механической и термической обработки σρ тантала колеблется от 350 до 1250 МПа, а ∆ l / l - от 2 до 40%. Промышленность выпускает тантал высокой чистоты (ТЧ) с содержанием примесей не более 0,25%, тантал повышенной чистоты (Т) с содержанием примесей не более 0,7%, торированный тантал ТТ-1 и др. Ввиду высокой стоимости тантал используют преимущественно в электровакуумных приборах для изготовления ответственных изделии сложной формы, работающих в вакууме в напряженном тепловом режиме. К преимуществам тантала относят его способность поглощать остаточные газы в электровакуумном приборе. Тантал широко применяют в производстве пленочных резисторов, электролитических конденсаторов, а также в качестве различных нагревателей и испарителей, используемых в технологии вакуумного нанесения тонких пленок. Тантал, как и близкий к нему по свойствам ниобий, используют в качестве сверхпроводников. Титан применяют в электровакуумной технике благодаря хорошим механическим свойствам и высокой газопоглощающей способности, особенно при нагреве до 500° С. Предел прочности титана при растяжении составляет 500—900 MПa, при значениях ∆ l / l=3-4%. Титан используют не только в качестве конструкционного материала для арматуры электровакуумных приборов, но и для порошкообразных покрытий молибденовых и вольфрамовых электродов этих приборов. Широкое применение как газопоглотитель, он нашел в титановых сорбционных и ионно-сорбционных насосах. Несмотря на высокую стоимость и дефицитность, тугоплавкие металлы и их сплавы остаются основными проводниковыми материалами электровакуумного производства.
|
Последнее изменение этой страницы: 2019-04-10; Просмотров: 387; Нарушение авторского права страницы