Конструкционные материалы. Основные требования, предъявляемые к конструкционным материалам, страница 9

Детали из чистого никеля легко деформируются под действием вибрации или ударов при рабочих температурах прибора. Одним из способов упрочнения металлов и сплавов является введение присадки других металлов, особенно таких металлов с более высокой температурой плавления, как вольфрам, молибден, тантал и др. Можно улучшить механические свойства никеля при высоких температурах без заметного снижения его обрабатываемости и пластичности.

В качестве упрочняющих присадок для кернов оксидных катодов в отечественной промышленности используются вольфрам и цирконий. Для долговечных ламп предлагается добавлять в никель присадки рения (1…8 %). Такой сплав имеет высокую прочность при повышенных температурах, высокую температуру плавления и рекристаллизации, малую испаряемость.

К числу сортов никеля с упрочняющими присадками относится и никель с присадкой марганца. В соответствии с ГОСТ 492-73 он выпускается двух марок: НМц2,5 — с содержанием 2,3…3,3 % марганца и НМц5 — от 4,6 до 5,4 % марганца. При использовании марганцовистого никеля в производстве приборов следует учитывать «отравляющее» действие присадки марганца на эмиссионные свойства катодов. Навивочный материал для сеток мало нагруженных ламп старых конструкций изготовляют из НМц5, внутреннее звено многозвенных вводов приемно-усилительных ламп и других приборов из НМц2,5.

При легировании никеля или других металлов одновременно несколькими элементами удается придать сплаву комплекс свойств, благоприятно сочетающихся друг с другом. Например, при легировании никеля одновременно рением и танталом получается сплав, обладающий не только высокими термоэмиссионными свойствами, но и прочностными свойствами  при 800…900 °С, которыми не обладает ни один из известных катодных сплавов никеля.

Аноды приемно-усилительных ламп изготавливаются из никелевой ленты марки НП2 толщиной от 0,1 до 1 мм. Для уменьшения габаритов приборов без опасности перегрева их анода необходимо, чтобы внешняя поверхность анодов обладала интегральным коэффициентом излучения, близким к 1. Гладкая поверхность деталей из никеля при нагревании обладает очень малым коэффициентом излучения (εt = 0,1). С целью увеличения значения εt готовые никелевые детали (аноды, экраны) подвергаются либо процессу чернения методом газовой карбонизации (двустороннее чернение), либо цирконируются или титанируются (одностороннее чернение); εt поверхности анодов, черненных методом карбонизации, составляет 0,5…0,9. Поверхность цирконированных или титанированных анодов обладает одновременно очень высоким коэффициентом теплового излучения (0,6…0,8), а в нагретом состоянии — хорошими газопоглощающими свойствами. Одновременно с этим сохраняется блестящей и гладкой внутренняя поверхность никелевого анода, что иногда важно для высоковольтных кенотронов, так как наличие шероховатостей на внутренней поверхности анодов может явиться причиной искрений и пробоев при больших градиентах электрического потенциала между близко расположенными анодом и катодом.

Все никелевые детали, в том числе и черненные методом карбонизации, перед постановкой в электровакуумный прибор должны подвергаться рафинирующему отжигу в атмосфере водорода: черненные детали — при 600 °С, а все другие никелевые детали — при 600…900 °С.

Для повышения коэффициента теплового излучения может быть использован алюминированный никель, представляющий собой полосы или ленты из никеля, плакированные с одной или двух сторон холодной накаткой тонким слоем алюминия (0,008…0,015 мм при толщине полос 0,15 мм; 0,01…0,02 мм при толщине полос 0,2…0,25 мм; 0,02…0,03 мм при толщине полос 0,3…0,5 мм). При нагревании алюминированного никеля до 800…900 °С на его поверхности образуются сплавы никеля с алюминием типа химического соединения, которые придают ему темную окраску в результате образования очень развитой шероховатой поверхности сплавов. Эти сплавы имеют высокую температуру плавления (1300…1600 °С). Коэффициент теплового излучения алюминированного никеля после термической обработки в вакууме или водороде повышается до 0,8.