第一節(jié)  產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)在陶瓷電真空管管徑小于150mm的小管制造上，水平與國(guó)外產(chǎn)品相當(dāng)，部分甚至高于國(guó)外產(chǎn)品。在大口徑電真空管制造上，其外觀和一致性與國(guó)外產(chǎn)品尚存在一定差距，原因在于工藝和制造手段相對(duì)落后，只能依靠進(jìn)口，嚴(yán)重地制約了我國(guó)電真空器件向高層次發(fā)展。

目前國(guó)內(nèi)陶瓷管殼生產(chǎn)都采用熱壓鑄工藝，規(guī)模小、成本高、成品率低，工序多，質(zhì)量很不穩(wěn)定。而且排蠟工序污染環(huán)境。國(guó)外采用先進(jìn)的等靜壓工藝，成品率高，有利于環(huán)境保護(hù)。

第二節(jié)  產(chǎn)品工藝特點(diǎn)或流程

陶瓷電真空管殼的成型方法主要有等靜壓成型、熱壓鑄成型和冷澆鑄成型，其中熱壓鑄成型法在我國(guó)是采用最早的成型工藝。80年代初期，等靜壓成型法在我國(guó)得到了應(yīng)用。

另外為保證電真空陶瓷的優(yōu)異性能，制造時(shí)必須選用高純度的原料，采用電子陶瓷的成型和燒成工藝。燒成后的陶瓷為獲得精確的外形尺寸常需經(jīng)過(guò)研磨加工，在一些耐高壓用瓷件的表面需涂覆一層絕緣釉。

成形工藝

1、熱壓鑄成形法

這是國(guó)內(nèi)陶瓷電真空管生產(chǎn)中使用最早且現(xiàn)在仍普遍使用的一種成形方法。它主要是利用石蠟料漿加熱融化后具有流動(dòng)性和可塑性，冷卻后能在金屬模中凝固成一定形狀這一特點(diǎn)來(lái)完成的。其基本工藝過(guò)程為配料、球磨、預(yù)熱、拌蠟成形、排蠟、燒成、磨加工、成品。成形過(guò)程的具體操作是將加熱后的石蠟混合粉料用空氣壓力將料漿注入模中，冷卻定型。

熱壓鑄成形示意圖

熱壓鑄成形法的優(yōu)點(diǎn)是能制作形狀復(fù)雜、精密度高的中小型制品；工效高，產(chǎn)量大，設(shè)備投資小，操作簡(jiǎn)單，模具損耗少。其缺點(diǎn)是工序繁雜，粉塵多，污染大，工期長(zhǎng)。

極其重要的一點(diǎn)是熱壓鑄成形不適用于大件、薄壁產(chǎn)品，這導(dǎo)致真空開關(guān)管中大于150mm口徑的產(chǎn)品根本無(wú)法用熱壓鑄成形方式來(lái)生產(chǎn)，從而限制了熱壓鑄成形方法的應(yīng)用。另外，產(chǎn)品由于成形壓力小，受力不均，燒成后制品的均勻性、電氣性能和透液性都較差，而且由于熱壓鑄成形在配料中添加了有機(jī)物，因此多了一道排蠟工序，且在排蠟、注模等工藝過(guò)程中容易有空氣介入，很容易使制品產(chǎn)生不均勻的氣孔。氣孔分為開口氣孔和閉口氣孔，開口氣孔容易用肉眼看到，一般檢驗(yàn)后就能剔除，而閉口氣孔存在于晶粒之間或晶體內(nèi)部，用肉眼無(wú)法檢測(cè)，會(huì)直接影響到陶瓷制品的體積密度和氣密性。因此在國(guó)外很少用熱壓鑄方法來(lái)制作真空開關(guān)管管殼。

2、等靜壓成形法

目前國(guó)外廠家生產(chǎn)陶瓷電真空管通常使用這種方法。此方法主要是利用了液體介質(zhì)不可壓縮性和均勻傳遞性的特點(diǎn)來(lái)完成的。適合于制作產(chǎn)品性能要求高、壁厚、件大、一致性好的制品。其工藝流程為：配料、濕磨、噴霧造粒、等靜壓成形、半成品加工、燒成、磨加工、成品。

等靜壓成形具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）產(chǎn)品密度大且各向一致性好。由于液體介質(zhì)受壓后各個(gè)方向的壓力處處相等，各向壓力傳遞到粉體中，使得坯體在等靜壓成形過(guò)程中受壓均勻，各向性能一致性好，而且等靜壓成形可以達(dá)到150-200 MPa 的較大壓力，經(jīng)燒結(jié)后瓷件中氣孔少、致密性高，不僅提高了產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度，而且降低漏氣率，消除了產(chǎn)品因存在氣孔造成在高壓電場(chǎng)下易于打火的隱患，提高了產(chǎn)品的電性能。

（2）不用粘結(jié)劑，提高了制品性能，節(jié)約成本。熱壓鑄成形工藝所使用的坯料需加粘結(jié)劑如石蠟、蜂蠟才能成形，其生產(chǎn)的坯體需增加排蠟工序，耗用大量的石油氣，并且排蠟時(shí)容易產(chǎn)生氣孔，影響制品性能。而等靜壓成形工藝則不用粘結(jié)劑及排蠟，從而可大大降低了制造成本，并且提高了制品各方面性能。

（3）可適當(dāng)降低燒成溫度。等靜壓成形與熱壓鑄成形工藝相比，生坯密度高，可適當(dāng)降低燒成溫度，一方面可降低產(chǎn)品變形的可能性，提高成品率，另一方面可降低能耗和延長(zhǎng)窯爐的使用壽命。

（4）等靜壓成形坯體尺寸準(zhǔn)確，表面光潔度和產(chǎn)品一致性好，有利于提高產(chǎn)品金屬封接的質(zhì)量。

（5）不受產(chǎn)品尺寸問(wèn)題的影響，可以生產(chǎn)大口徑、薄壁的制品，由于高檔真空開關(guān)管都是大口徑產(chǎn)品，所以這一點(diǎn)顯得尤為重要，而這正是熱壓鑄成形所欠缺的關(guān)鍵因素之一。

（6）產(chǎn)品質(zhì)量合格率得到較大的提高，比較熱壓鑄成形法可提高30%以上。

等靜壓成形法的缺點(diǎn)是設(shè)備投資大，工效低，模具制作周期長(zhǎng)。

等靜壓成形示意圖

等靜壓成形法除了能夠生產(chǎn)大口徑、薄壁制品外，還擁有這一系列遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他成形方法的優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)得到的制品各方面性能都有很大的提高。這是國(guó)內(nèi)目前仍普遍采用的熱壓鑄成形等成形方法所不能比擬的。無(wú)論人們是需要生產(chǎn)大口徑的真空開關(guān)管，還是為了提高陶瓷制品的密度和各向一致性，又或者是為了不用粘結(jié)劑，降低燒結(jié)溫度，來(lái)節(jié)約生產(chǎn)成本，都應(yīng)該采用等靜壓成形法來(lái)生產(chǎn)陶瓷制品。所以說(shuō)，等靜壓成形法是目前國(guó)內(nèi)陶瓷電真空管生產(chǎn)廠家迫在眉睫的問(wèn)題，是未來(lái)陶瓷電真空管生產(chǎn)成形方式的大勢(shì)所趨。

大口徑陶瓷電真空管生產(chǎn)工藝流程

配料→球磨（濕法,加粘結(jié)劑）→噴霧干燥→等靜壓成型（150MPa）→修坯（車床）→燒成（1660℃,保溫2小時(shí)）→冷加工→清洗→檢驗(yàn)

等靜壓生產(chǎn)工藝的主要關(guān)鍵技術(shù)：

（1）原料制備。主要采用濕法球磨工藝制備料漿，原料球磨加工工藝是真空開關(guān)管管殼生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)，由于氧化鋁自身硬度較大，研磨效率低，因此球磨機(jī)一定要選用質(zhì)量較好的氧化鋁球石和襯磚，否則因磨襯和球石質(zhì)量問(wèn)題而混入的雜質(zhì)對(duì)真空管殼質(zhì)量影響較大，主要影響瓷件燒結(jié)活性，造成產(chǎn)品機(jī)電性能的降低。而且需要加入調(diào)整料漿性能的分散劑、粘合劑，來(lái)幫助整個(gè)工藝過(guò)程順利進(jìn)行。

（2）噴霧造粒和等靜壓成形。陶瓷電真空管的等靜壓成形與噴霧造粒粉的質(zhì)量、工裝模具的設(shè)計(jì)制作、壓制成形工藝曲線的設(shè)計(jì)等因素息息相關(guān)，噴霧造粒粉必須是呈球狀密實(shí)的顆粒，粉料的流動(dòng)性好，堆積密度高，顆粒尺寸應(yīng)在80-180目之間，成形壓力控制在150MPa以上，壓制的生坯密度均勻，規(guī)整度好而且坯體強(qiáng)度高，可以滿足坯體的機(jī)加工要求。

（3）高溫?zé)?。目前陶瓷電真空管的燒成基本以高溫電熱推板窯為主，這種窯爐燒成制度穩(wěn)定，窯內(nèi)溫度分布均勻，調(diào)節(jié)靈活，是生產(chǎn)陶瓷電真空管殼理想的熱工設(shè)備。管殼燒成的關(guān)鍵技術(shù)是設(shè)計(jì)合理的燒成工藝制度，如升溫曲線、最高燒成溫度和高溫保溫時(shí)間。燒成溫度過(guò)高，推進(jìn)速度過(guò)快，產(chǎn)品容易變形，而且易造成部分晶粒異常長(zhǎng)大，影響瓷件的機(jī)電性能；燒成溫度低，造成瓷件欠燒，瓷化不完全，晶粒尺寸小，瓷件裝成陶瓷電真空管后會(huì)嚴(yán)重漏氣，造成質(zhì)量事故。應(yīng)該根據(jù)不同的配方，設(shè)計(jì)相應(yīng)的燒成工藝制度，既保證瓷件充分完全燒結(jié)，又能控制合適的晶粒尺寸和顯微結(jié)構(gòu)。

第三節(jié)  國(guó)內(nèi)外技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 分析

在陶瓷電真空管的原料方面，由于滑石瓷的性能一般，氣密性比較差，也被性能更好的高鋁瓷所代替。目前國(guó)內(nèi)仍以95瓷生產(chǎn)為主，隨著真空開關(guān)管向高層次發(fā)展，99瓷的生產(chǎn)比重將增大。

在陶瓷電真空管的成形工藝方面，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)陶瓷電真空管普遍采用的是熱壓鑄成形法，這主要是由于其工效高，產(chǎn)量大，設(shè)備投資小，操作簡(jiǎn)單，以及模具損耗少這些優(yōu)勢(shì)，但是其制品的性能卻不及等靜壓成形的制品，而且無(wú)法生產(chǎn)大口徑的真空開關(guān)管。因此國(guó)外現(xiàn)在普遍采用等靜壓成形法來(lái)生產(chǎn)真空開關(guān)管?？梢灶A(yù)見(jiàn)，制品各方面性能都明顯占優(yōu)的等靜壓成形方法必將逐步取代熱壓鑄成形方法。

在陶瓷電真空管與金屬的封接方面，早期多使用貴金屬，由于價(jià)格過(guò)高，已經(jīng)被淘汰；無(wú)氧銅和銅合金材料塑性好，彈性模量和屈服強(qiáng)度低，得到了大量的應(yīng)用；而不銹鋼由于具有優(yōu)良的機(jī)械性能和抗腐蝕性能等性能方面的優(yōu)勢(shì)，價(jià)格也較低，將會(huì)逐漸取代無(wú)氧銅和銅合金材料。

第四節(jié)  概述

陶瓷電真空管是在20世紀(jì)60年代開始出現(xiàn)的，陶瓷真空管殼在當(dāng)前的電力電子工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，如用作高頻大功率電子管、電真空管開關(guān)、x—光管等外殼。由于陶瓷電真空管械強(qiáng)度高、絕緣性能好、高頻損耗小、耐電強(qiáng)度高、耐高溫、抗熱震等優(yōu)點(diǎn)，因此陶瓷電真空管是當(dāng)今世界的主流產(chǎn)品。

目前陶瓷電真空管處于領(lǐng)先地位的是歐洲國(guó)家，其次美國(guó)、日本。

世界需求集中在歐、美、亞等國(guó)，而亞洲集中在日本、中國(guó)，在今后5年內(nèi)國(guó)際上對(duì)該產(chǎn)品的需求量還將以20%左右的速度穩(wěn)步增長(zhǎng)，市場(chǎng)前景廣闊。

第五節(jié)  亞洲地區(qū)主要國(guó)家市場(chǎng)概況

陶瓷電真空管在亞洲，日本和中國(guó)無(wú)論在技術(shù)和市場(chǎng)上已比較成熟，中國(guó)正處于發(fā)展階段，技術(shù)和歐美比，還比較落后。陶瓷電真空管在亞洲市場(chǎng)上增長(zhǎng)速度很快，市場(chǎng)潛力驚人，中國(guó)市市場(chǎng)潛力最大。技術(shù)和產(chǎn)品近年來(lái)發(fā)展很快。

第六節(jié)  歐洲地區(qū)主要國(guó)家市場(chǎng)概況

歐洲地區(qū)是陶瓷電真空管 行業(yè) 最發(fā)達(dá)的地區(qū)，在歐洲地區(qū)，德國(guó)、瑞士、英國(guó)、法國(guó)、意大利等在陶瓷電真空管 行業(yè) 技術(shù)上比較成熟，并形成系列產(chǎn)品。

第七節(jié)  美洲地區(qū)主要國(guó)家市場(chǎng)概況

北美是陶瓷電真空管技術(shù)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)，美國(guó)在技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域上都是最突出的。陶瓷電真空管在美國(guó)市場(chǎng)需求上也是很大的。

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