[發明專利]低壓陶瓷氣體放電管的充氣方法及充氣裝置

無效

• 申請號: 201010143439.1
• 申請日: 2010-03-04
• 公開（公告）號: CN101794698A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 李瑾楓;李瑾曉
• 申請（專利權）人: 無錫市超緣電子有限公司
• 主分類號: H01J9/395
• 分類號: H01J9/395
• 代理公司: 無錫華源專利事務所 32228
• 代理人: 聶漢欽

技術領域

本發明涉及陶瓷氣體放電管制造技術，具體涉及低壓陶瓷氣體放電管的充 氣方法及充氣裝置。

背景技術

陶瓷氣體放電管是在真空爐中用銀銅焊料將Fe-Ni-Co合金制成的兩個電 極密封焊接于陶瓷管的兩個金屬化端口而制成的電元件，在密封焊接之前在陶 瓷管內充有混合的惰性氣體。陶瓷管內表面用鉛筆畫有四根與金屬化層不相連 的碳線，電極表面涂覆有利于電子穩定發射的電子粉，調整兩個電極的間距以 及充入管內的混合惰性氣體氣體壓強，可獲得各種技術性能的放電管。陶瓷氣 體放電管由于具有泄流能力大、電容小、絕緣電阻高的優良特性，被廣泛應用 于各類電子電器線路中，用于對設備和人員作過電壓保護，尤其是防雷擊。

在實際應用中，降低陶瓷氣體放電管的擊穿電壓Vs以提高其保護對象的 安全性，是重要的研究課題。影響擊穿電壓Vs大小有各種因素，包括氣體種 類、壓強值、電極距離、陰極電子材料等。生產實踐證實了巴邢定律，即在氣 體種類、陰極材料都確定的情況下，在放電空間里擊穿電壓Vs是氣壓和極距 乘積的函數。然而，當放電管內有兩種氣體混合時，其擊穿現象與單種氣體不 同，在放電中將出現潘寧效應。例如在氖氣(Ne)中混入少量的氬氣(Ar)時， 能使氣體的擊穿電壓低于純氬氣或純氖氣的擊穿電壓Vs。

根據上述物理現象，當前國內外普遍先將氖氣與氬氣按固定的3∶1的分 子數量比例混合后貯存在鋼瓶中。此方法所用的充氣裝置如圖1所示，包括加 熱及真空封焊系統1、與所述加熱及真空封焊系統1連接的精密壓力表2，加 熱及真空封焊系統1的充氣口4連接有一個充氣閥門3，采用手工控制充氣閥 門3的開啟或關閉，掌控充氣壓強的大小。在加工過程中，待加工產品5堆疊 置于加熱及真空封焊系統1底部的基座6上加工，包括真空除氣、充惰性氣體 以及密封焊接。按上述充氣方法裝置制作的二極放電管按常規方法測試其Vs 值一般在70V左右。此種充氣方法存在如下不足：(1)兩種混合惰性氣體的比 例一般為固定值，不能按需要調節，對放電管的技術參數不能實現精密控制； (2)貯存在鋼瓶中的固定配比的混合氣體隨著使用時間的推移，鋼瓶中的氣 體比例會有變化，從而使生產過程中放電管的技術參數隨之變化，尤其是放電 管的擊穿電壓Vs變化較大，質量難于控制；(3)制作的二極放電管其Vs值一 般在70V左右，對于許多電子電器，該Vs值過高，對電子電器仍存在安全威 脅。

發明的內容

針對現有充氣方法的上述不足，申請人經過研究改進，提供另一種低壓陶 瓷氣體放電管的充氣方法，兩種混合惰性氣體的比例能按需要調節，對放電管 的技術參數能實現精密控制；本發明方法還提供了兩種混合惰性氣體的最佳混 合比例，由其制作的低壓陶瓷氣體放電管可達到更低的直流擊穿電壓，申請人 同時提供了實現該方法的充氣裝置。

本發明的技術方案如下：

一種低壓陶瓷氣體放電管的充氣方法，用兩種不同電離電位的單種氣體按 分子數量比分別充入真空封焊爐的爐膛中混合，混合氣體進入置于爐膛中的待 封焊的放電管內，最后將放電管的電極與陶瓷管密封封焊。

所述兩種不同電離電位的單種氣體為氖氣和氬氣，其中氬氣所占分子數量 為1.0～2.5％。

具體步驟如下：

(1)將待加工的陶瓷氣體放電管在真空度為1×10_-4P～5×10_-4P的真空封 焊爐內逐步升溫至720±2℃，除去瓷管、金屬部件及電子粉三者所吸附的CO₂、 N₂、NH₃等廢氣和水份，恒溫20分鐘，關閉擴散泵閥門，停止對真空封焊爐 抽氣；

(2)打開氖氣管道充氣閥門，讓氖氣緩緩充入真空封焊爐內，當精密壓 力表指示達到按規定值計算出的中間值時，關閉氖氣管道充氣閥門；

(3)打開氬氣管道充氣閥門，讓氬氣緩緩充入真空封焊爐內，當精密壓 力表指示達到規定值時，關閉氬氣管道充氣閥門；

(4)恒溫20分鐘后升溫，將真空封焊爐加熱至820～840℃，恒溫15±2 分鐘后切斷電源，自然冷卻至200℃以下時取出陶瓷氣體放電管，進入后道工 序。