热解石墨栅极毛坯沉积工艺研究及应用

论文摘要

本文首先对热解石墨材料的性能进行了讨论,并就其在大功率、超大功率电子管中的应用作了分析,指出了热解石墨作为栅极材料的优越性能;然后通过试验研究和讨论,获得了优化的石墨栅极毛坯沉积工艺,完成了课题目标。为了使旭光电子股份有限公司顺利实现从热解石墨栅极毛坯沉积到栅极成品的生产,本人作为工艺研究人员,对热解石墨栅极毛坯沉积工艺进行了详细、深入的研究。在本课题研究工作中,采用了丙烷有机碳氢化合物气体和稀释用氮气、氩气,在高温1800℃左右的真空条件下试验研究了热解石墨栅极毛坯的沉积。在研究过程中,试验了在不同温度下采用相同的气体比例和流量沉积热解石墨栅极毛坯;还试验了在相同温度下,采用不同的气体比例、不同的流量沉积热解石墨栅极毛坯;同时,试验了在相同工艺条件下采用不同的稀释气体沉积石墨栅极毛坯;为了获得厚度合适的石墨栅极毛坯,试验了不同温度下采用不同的沉积时间来沉积毛坯;对不同温度下沉积的毛坯进行了X射线衍射分析、密度分析及晶相分析。通过大量试验研究和生产实践,摸索并优化出不同品种规格的石墨栅极毛坯沉积的气体流量、沉积温度、沉积压强、沉积时间等参数,能够顺利地沉积出性能优良的小型、大型的各类品种的石墨栅极毛坯,满足了公司大功率及超大功率电子管的电参数要求,保证了新产品的成功开发。生产实践表明,热解石墨栅极毛坯常见的缺陷有:开裂、分层、石墨瘤、碳黑夹杂等,其中开裂为主要废品。分析发现,导致石墨栅极毛坯开裂的主要原因是毛坯厚度偏厚、毛坯尖角应力过大、残余应力过大等。通过严格控制沉积工艺参数,有效控制沉积产品的厚度,改进石墨栅极坯体结构,尽可能减小各过渡面处的尖角,采用大圆弧结构,设计结构科学的毛坯沉积基体,有效地降低了毛坯开裂废品。与此同时,还对热解石墨栅极的坯体在后工序的车削、磨削加工、激光打栅极及装管前的表面处理等工艺进行了相关的研究,目前已经基

论文目录

• 第一章 前言
• 1.1 课题研究背景
• 1.1.1 电子管发展趋势
• 1.1.2 热解石墨栅极的优势
• 1.1.3 公司热解石墨栅极生产制造中的问题
• 1.2 本课题研究的目的及意义
• 1.3 国内外动态
• 1.3.1 热解石墨沉积发展概况及应用领域
• 1.3.2 热解石墨栅极技术的发展现状
• 1.4 本课题要解决的主要问题
• 1.4.1 石墨栅极毛坯沉积
• 1.4.2 沉积设备的维护
• 1.4.3 优化车、磨加工工艺
• 第二章 理论分析
• 2.1 热解石墨的沉积机理
• 2.2 热解沉积动力学分析
• 2.3 热解石墨栅极毛坯缺陷分析
• 第三章 试验
• 3.1 试验设备、仪器和材料
• 3.1.1 试验设备、试验仪器、量具及沉积设备框图
• 3.1.2 沉积室结构
• 3.1.3 沉积设备的维护及保养
• 3.1.3.1 炉膛保温层的维护及保养
• 3.1.3.2 中频电源柜等部分的维护及保养
• 3.1.4 试验用材料
• 3.2 试验流程
• 3.3 石墨栅极毛坯沉积
• 3.3.1 石墨栅极毛坯沉积
• 3.3.2 石墨栅极毛坯密度测试
• 3.3.3 石墨栅极毛坯沉积速度测试
• 3.3.4 石墨栅极毛坯组织结构分析
• 3.4 石墨栅极毛坯车削、磨削加工
• 3.4.1 夹具设计及改进
• 3.4.2 车、磨加工参数
• 第四章 结果与讨论
• 4.1 石墨栅极毛坯沉积工艺讨论
• 4.1.1 碳氢化合物气体浓度和压强范围
• 4.1.2 气体的流量对沉积反应的影响
• 4.1.3 氩气稀释试验结果
• 4.1.4 毛坯沉积厚度对毛坯应力开裂的影响
• 4.1.5 水分对沉积的石墨栅极毛坯性能的影响
• 4.2 沉积温度对沉积的石墨栅极毛坯密度的影响
• 4.3 沉积速度和沉积温度的关系
• 4.4 石墨栅极毛坯组织结构分析
• 4.5 车削、磨削加工
• 4.5.1 概要
• 4.5.2 工艺方案及夹具设计
• 4.5.2.1 沉积毛坯尺寸的确定
• 4.5.2.2 车削工艺及夹具设计
• 4.5.2.3 外圆、内圆磨削工艺及夹具设计
• 4.6 沉积基体设计及改进
• 4.7 本课题研究的经济效益和社会效益
• 第五章 结论
• 第六章 措施与建议
• 6.1 热解石墨栅极毛坯的常见缺陷和应对措施
• 6.1.1 热解石墨产品中的碳黑夹杂
• 6.1.2 石墨瘤
• 6.1.3 分层和开裂
• 6.2 下一步工作方向
• 6.2.1 继续作好氩气沉积试验研究工作
• 6.2.2 将低温沉积工艺研究深入下去
• 6.3 沉积基体的重复利用
• 6.4 组织开展群众性专题TQC 活动
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的成果