引燃电极的制备及工艺研究

论文摘要

引燃管作为高压开关在高功率脉冲装置中得到了广泛的应用。引燃极是引燃管的关键部分之一,它的好坏直接影响着引燃管的可靠通断、抗熔焊、截流、耐压、温升、寿命等等。但是实验和实际应用中的引燃电极性能不稳定,机械强度不高,不便运输和储存,也不能进行批量生产,其范围是根据经验和各个制造厂的无数次试验确定。本论文从引燃管的工作原理和引燃电极的性能要求出发,通过粉末冶金方法,研制出了无毒、引燃率高、机械强度好、性能稳定且能进行批量生产的引燃电极。为制得性能优良的引燃电极,本文开展了以下工作: 1.首先根据引燃管的工作原理、弧光放电特点和引燃电极的热分布,得到引燃电极的性能要求,即:引燃极不被水银浸润;良好的导热性,长期通电时温升不高;良好的导电性,但在高温下保持一定的电阻率;并具有一定的抗氧化性,好的抗熔焊性和耐电磨损性。2.再根据引燃电极的性能要求,进行原料和外形设计。通过比较常用于高温下的电绝缘材料的热电性能,选择碳化硼、氮化硼、氧化镁、氧化铝等材料,并按各材料的物理化学性质掺入半导体材料硅,进行严格配方。由引燃电极与水银的不浸润性,设计引燃电极的下端为圆锥形。3.选择了两个配方进行实验。由粉末冶金方法,将所选原料按配方比例混合,经模具压制成型;再由粘接剂的碳化和挥发性质设计烧结制度并在真空炉烧结成样品;测试引燃电极样品的机械强度、引燃率等性能,并进行XRD物相和扫描电镜分析,找出影响引燃电极的性能的因素。经多次配粉、压制、调节烧结制度进行烧结,得到配方1 在950℃下烧结的电极样品性能最好:机械强度高,引燃性能好且稳定。同时可知成分、表面致密度和保护粉影响引燃电极的性能。

论文目录

• 引言
• 第一章 引燃电极的理论分析
• 1.1 引燃管的工作原理
• 1.2 汞弧放电的过程的特点
• 1.3 引燃电极的热分析
• 1.4 引燃电极的性能要求
• 第二章 配方和外形设计
• 2.1 引燃电极配方的设计
• 2.1.1 各种高导热电绝缘材料的性能和比较
• 2.1.2 课题中原料的选择
• 2.1.3 原料的配方比例设计
• 2.1.4 配方粘接剂的选择与比例
• 2.2 引燃电极外形的设计
• 第三章 制作和测试
• 3.1 引燃电极的制作
• 3.1.1 原料的配制
• 3.1.2 成型工艺
• 3.1.3 烧结工艺
• 3.2 性能测试
• 第四章 工艺研究
• 4.1 引燃电极成分对电极性能的影响
• 4.1.1 烧结体的相组成
• 4.1.2 成分对电极性能的影响
• 4.2 引燃电极的表面形貌对电极性能的影响
• 4.2.1 烧结体的微结构
• 4.2.2 表面形貌对电极引燃性能的影响
• 4.2.3 致密度对电极强度的影响
• 4.3 冷阻和热阻对引燃电极性能的影响
• 4.3.1 烧结温度对冷阻和热阻的影响
• 4.3.2 保护粉对冷阻和热阻的影响
• 4.3.3 冷阻和热阻对引燃性能的影响
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致 谢
• 个人简历
• 在学期间研究成果
• 在学期间发表的文章