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简述电子管制造过程
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更新日期:2009-10-31  点击:   [ 关 闭 ]
关于电子管的制造,因为我不是专业的,所以只是略知一二,在这里献丑,谨供作为饭后的谈资而已。
电子管的制造是一门相当的学问,涉及到物理、化学等等很多方面,其中蕴含的知识非常宽泛,冰棍在此从材料的制备和管子的装配两个层面上简单地来谈一下电子管制造的问题。
首先要有制造的材料,电子管制造之中使用的大都是高纯度的金属材料以及各种无机、有机原料,RCA手册R-13版的附录之中,RCA公司曾经自豪地介绍过一些电子管之中的复杂技术。材料科学是一门复杂的学问,我只能简单地说两句而已,以下以简单的旁热管为例来说明。你可以想象成为是6P1或者6A2这类型的管子。
材料制备:
1。热丝制备:
用硝化纤维、丁醇、醋酸乙酯的混合液体中,加入细腻的纯净刚铝石粉末进行研磨,形成悬浊液(美国雷声公司的配方)。
纯净的钨丝或者钼丝,表面用喷涂的办法,喷上一层刚铝石悬浊液,然后在900度的温度下加热几分钟,自然冷却。然后将热丝在20%的氢氧化钾溶液中煮几分钟,然后用蒸馏水冲洗烘干,在空气中加热到100度几分钟,蒸发溶剂。然后在高温氢气中以1600-1650度高温加热几分钟,就可以备用了。
2。阴极制备:
用硝化纤维、丁醇、醋酸乙酯的混合液体中,加入碳酸钡、碳酸锶、碳酸钙,在球磨机之中研磨7小时(美国雷声公司的配方)。
在镍制的圆筒上进行喷涂或者刷涂。
3。电极制备:
根据计算所采用的材料,比如屏极用的镍片或者敷铝铁等等材料,预先经过适当的黑化(按照需要),冲制成适当的形状。
在自动绕丝机上绕制栅极丝(在20年代已经采用了自动绕丝机),形成栅极。栅极所用金属丝以及绕制工艺都是极其严格,尤其是高跨导的宽频带电压放大管的栅极丝的直径和间距都非常非常小(普通中放大系数三极管的栅极丝大概是0.00009英寸,高放大系数管还要小一些,而宽频带电压放大管的栅极丝直径还要小一个数量级以上,一些山寨厂之所以只能制造205 101之类老旧型号,就是他们制造不了其它的管子)。
根据计算裁制云母片成为一定的形状。
根据计算,准备适当的玻壳和芯柱。
对于金属材料进行化学清洗,然后进行烧氢处理,对于在高温中和氢气有反应的金属在真空炉中进行高温处理。
管芯装配:
将不同的原料装配到芯柱上,采用的是点焊工艺,采用多种方法来固定电极。如同大家透过玻璃看到的一样,或者砸碎一个管子,你可以看的更加清楚。
排气工艺:
1。设备:
通常有机械泵(大部分是活塞泵+旋片泵)作为第一级抽气。然后是多级扩散泵(油扩散泵或者水银扩散泵)作为次级抽气,并且配有冷凝器和加热器,检查真空度用电离规表。
2。工艺:
连接电子管和接头部分,开动机械泵,在半个小时以内气压表应该达到1/1000到1/10000个大气压。此时可以开启电离规表测量真空度。
然后开动扩散泵,在半个小时以内,让气压表达到1/200000个气压。然后拉下来烘箱,像烤面包一样烤电子管,温度为450到500度,此时真空度会下降,仍然抽气。同时加热主冷凝器。直到气压表重新为1/200000个气压。
关闭烘箱,电子管自然冷却到100度以下,此时真空表应该在1/200000到1/500000个大气压左右,拉上炉子。
对于电子管的灯丝逐渐加上电压,观察电离表的读数,直到灯丝在550度左右,气压表在1/2000000大气压以下。用液态氮冷却主冷凝器,用光测高温表测量灯丝温度,一般在900度老练,1100闪练,经过一个比较长的复杂的过程之后,氧化物阴极便已经激活。
然后可以用感应加热的办法蒸发消气剂,此时气压表的应该在1/50000000大气压以下,用煤气火焰封口电子管。
此时抽气系统还在继续工作,然后停止向主冷凝器中注入液氮,冷凝器逐渐恢复到室温。关闭扩散泵的加热器。当扩散泵的油温在60度以内时候,关闭扩散泵到机械泵的阀门,然后关闭扩散泵风扇和机械泵。
经过以上工艺制造的电子管的品质肯定是极其优秀的,但是对于机械化制造的电子管而言,通常比上述的工艺要有所简化,主要是排气部分工业化生产的时候,是连续工作而不是上述的断续工作,不过它们的质量仍然是有保证的。值得注意的是,不同的电子管厂家的配方是不相同的,这也就是不同电子管的使用寿命会有差异的缘故,当然对于大型的生产厂而言,他们的电子管质量是有所保证的。对于山寨厂而言,质量当然不能保证。美国的RCA公司号称它们电子管真空度可以达到1/100,000,000大气压,我相信这是比较可信的。起码我遇到的RCA公司的电子管,即使是比较早期的产品,性能仍然相当不错。而天津山寨厂的产品能达到什么技术水平,因为我从来没有用过,这里不得而知。不过,曾经很早以前,有些朋友买过天津的300B,在很短时间以内损坏的例子很多。
在这里我要附带说明一下电子管内部出现蓝光的问题。出现蓝光的原因很多,有些是电极之间的蓝光,有些是玻璃壳上面的蓝光。通常,电极之间出现蓝光的原因是电子管内部的电位差过高,导致出现电弧,这在一些工作电压高的功率管之中常常能见到。当然如果是因为电子管的真空度降低也会出现电极之间的蓝光现象,不过一般而言真空度缓慢降低的管子,它的消气剂通常会出现减少的情况。还有一种情况是玻璃外壳上面出现了蓝光,这在一些透明玻璃外壳管常常见到,比如6P3P 300B都有,这是电极构造造成的原因,通常设计优良的电极系统中,杂散电子轰击玻璃壳的情况很少,但是有些管的结构设计上或者装配上有问题的情况下,会出现一定的电子轰击玻璃壳的情形,此种情况下,轻则容易引起杂音并且管子的电流特性变得不平均,在严重情况下,对于大功率管而言,会导致玻壳电位梯度改变,引起玻壳电解或者甚至于炸裂,所以一般而言,玻璃外壳上没有蓝光是正常的。有些功率管都采用了喷碳的办法,一则功率管容易散热,二则外壳电位是平均的,不会引起各种问题。


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