本文通過對釷鎢燈絲電子管陰極濺散問題的分析及避免陰極濺散問題的探討，總結影響電子管陰極濺散的幾種因素，制定合理而科學的工藝規范，從而選用最佳的工藝方案，提高產品質量。

　　釷鎢陰極電子管在老煉過程中曾有以下現象發生：當加上高壓，管內有電流流通時，板流會逐漸下降，在數分鐘內即可使電流從數百毫安降到數十毫安。生產中習慣把這種現象叫做陰流下降或發射下降。然而，當把陽極高壓降為零，其余各電極電壓亦降為零，僅加上燈絲電壓(額定值或額定值的120%～130%均可)連續老煉5至10min，然后再加上各極高壓，板流仍可恢復到正常值。但是，馬上又可能出現板流下降現象。如果再次重復上面的操作，又會出現一次板流由正常值下降的過程，這種現象就是陰極濺散現象。

1、陰極濺散情況分析

　　陰極濺散是氣體沒有排盡造成的，但此時殘余氣體的壓力并不高，否則將會出現板流劇增甚至放電現象。陰極濺散在生產中有時發生，并往往伴有陰極中毒或管內蘭光的廢品同時出現。前一段時間，900F型電子管零板流下降的廢品較多，在試驗中發現，其中有的零板流下降的管子就是因為陰極濺散造成的。把零板流下降的管子重新進行燈絲老煉后，得到以下四種結果：①有的管子零板流又可恢復到原來的板流值，但是接著又出現板流下降的現象，如此反復循環；②經老煉后板流不能恢復，這是陰極中毒的表現；③對管子采用動態高壓老煉，氣體被吸氣劑(鉭罩)吸收，經15至30min動態老煉后，再對燈絲進行老煉，則可以使板流恢復到原來數值，并可穩定工作；④經動態老煉后，零板流不能恢復到原來數值，可能出現零板流比原來稍小，但仍在合格范圍之內，并不出現板流反復下降的現象，再經動態試驗完全可以穩定工作。

　　上述試驗中第1類管子即是陰極濺散的表現，當氣體分子在高速電子撞擊下，被電離為正離子和電子，正離子向陰極運動，轟擊陰極表面，使活性層被轟掉，發射下降；但當對燈絲進行老煉時，活性原子---Th原子又有機會擴散到燈絲表面，從而發射又恢復。這時重新測試，板流又恢復，但電流的流通又會使氣體釋放出并發生電離，正離子又轟擊陰極，活性層重新受到破壞，電流又下降，如此反復。第2類管子不能恢復發射是因為在第一次測試時不僅有陰極濺散現象發生，而且情況較嚴重，出現了陰極中毒，負電性離子使陰極表面氧化或逸出功增高，從而發射不能恢復。

　　第3類試驗是想以提高管內真空度，消除造成陰極濺散和陰極中毒的根源來克服板流下降現象。當第一次測試時，只要陰極沒有中毒，僅僅是部分活性層被轟掉，那么動態老煉時適當提高燈絲電壓，以加速內部Th原子向表面擴散的速度，則可以使動態試驗得以進行，這樣吸氣劑就可以處于工作溫度之下，從而把殘余氣體吸收掉，提高了真空度；再對燈絲進行適當老煉，使整個燈絲表面都有一層活性物質，以提高陰極發射能力。這樣處理的電子管，有的則可完全恢復到正常水平，并能穩定工作。此外，其中有的管子經處理后不能恢復到原來發射能力，而是比原來低，但是卻可以穩定地工作。這就是上述第4類管子。這種現象說明在測試過程中，燈絲已經部分的中毒或輕微中毒，即使氣體最終已被吸氣劑吸收，不會再發生陰極濺散，而發射能力也不可能恢復到原有水平。

　　除上述四種情況外，還有一部分管子無論經過何種處理，發射能力始終不會提高，說明陰極已經完全中毒。此外，在處理過程中，發射能力不斷下降的現象也屢見不鮮，這是零件去氣太差，在處理過程中不斷釋放出氣體所造成的。

2、防止陰極濺散應采取的措施

　　要解決陰極濺散問題實質上就是除盡管內氣體，下面針對這個問題就以下五個方面進行詳細說明。

　　2.1、制訂合理而科學的排氣規范

　　排氣過程中必須掌握三個主要因素：即時間、溫度(功率)、真空度，三者缺一不可。如果溫度不夠，時間再長，指示出來的真空度再高，去氣也是不徹底的；反之，如果溫度足夠，而時間不夠，真空度就達不到要求。總之，溫度和時間必須以保證真空度達到工藝要求為原則。

　　但是，電子管在排氣前的予除氣狀態不可能是完全一致的，在目前的工藝水平情況下，電子管各零部件的工藝一致性是有差別的，這樣就要求我們不僅要把管理水平進一步提高，而且要根據現有水平制定出適應性較強的排氣工藝規范。也就是說排氣工藝規范要能滿足各種真空狀態的電子管。因此就不能按照最佳狀態來確定工藝規范；但是為了提高生產效率，也不能按照最差的情況來制定工藝規范。對于移植產品，絕不能原封不動地照搬照抄別人的工藝，而要根據本單位的設備情況、管理水平，用實驗的辦法來制定切實可行的工藝規范。

　　比如，某管型陽極去氣溫度原工藝為850～900℃，60min，真空度8×10^-4Pa。但是處理陽極時因為氮氣不純經常氧化或者存放期太長，或者暴露大氣時間過長，含氣量較大。按上述溫度和時間進行排氣，真空度低于8×10^-4Pa。則應該適當延長陽極去氣時間，以使真空度達到8×10-4Pa為準。

　　通過反復實驗，得到的普遍規律是溫度850～900℃，保溫90～120min，才能使真空度達到8×10^-4 Pa。在制訂排氣工藝時，就應把60min改為90～120min。這樣，就可以使排氣規范具有更好的適應性。幾年來的實踐證明，這一改進大大降低了廢品率，提高了質量。按原工藝進行排氣的管子經常出現釋氣高、陰極濺散現象，通過排氣工藝改進后幾乎完全杜絕了這方面的廢品。

　　2.2、零部件良好的清潔程度

　　零、部件的清潔程度會直接影響排氣效果。無氧銅陽極在封口前必須經過仔細清洗，不能有氧化物和贓物，否則將會成為放氣源。有的無氧銅陽極在封口前要進行噴砂打毛處理，其目的是提高輻射系數，以降低管芯溫度，減小柵放。但是噴砂后將會有殘留的金剛砂粉塵及壓縮空氣中的油脂沾在陽極內壁，這樣在排氣燒陽極時，就會出現大量氣體，可能會使陰極中毒，從而造成發射不足。但是，有的贓物在燒陽極時并不一定會受熱分解。而在測試過程中，電子轟擊陽極時，這些未完全分解的氧化物或贓物，將會在電子沖擊下分解放氣。分解放出的氣體

　　就可能使陰極中毒，或者造成陰極濺散。其宏觀表現即為板流下降。為了克服上述弊病，可以在排氣過程中于燒陽極去氣后采用電子轟擊陽極的方法對陽極進一步去氣。這時可以使放出的氣體被泵抽走。但是仍然不能完全避免陰極中毒的危險。事實證明，900F型電子管采用板沖工藝后仍然有放射低及零板流下降的問題，雖然數量少了，但仍不能徹底消除。因此，要根本上消除陰極中毒和陰極濺散，良好的真空衛生及合理的零部件處理工藝是很有必要的。然而，工藝一致性始終不可能達到100%，因此，還是有必要采取一些補救措施。目前較為有效的辦法是增加管內的吸氣劑，可以在柵極上噴鋯或采用其它有效的非蒸散式吸氣劑，對大型電子管最理想的是采用鈦泵，這樣不僅徹底解決了陰極濺散問題，而且電子管的可靠性也提高了。但是，目前國產鋯粉中某些雜質含量(如氟)對陰極發射能力是有影響的，往往采用噴鋯柵極的電子管，陰極發射能力不如鍍鉑柵極的高。但是只要能滿足技術條件的要求，稍微犧牲一點發射能力還是值得的。因此，提高真空用鋯粉的質量也是一項很重要的基礎工作。

　　2.3、良好的動力供應

　　影響電子管質量的因素是多方面的，除了管子結構、零件、材料和工藝外，對動力的要求也是很高的。長期的實踐證明，各種氣體的質量直接影響著電子管的質量。比如，電子管生產中對氮氣的要求是很高的，其純度必須達到99.9999%，含氧和水汽都應該極低，否則就會失去氮氣的保護作用。封口過程中一般都要用氮氣進行保護。如果氮氣不純，就會造成管子氧化，輕則增加零件放氣量，重則造成陰極中毒。由于氣體質量不好造成的損失是十分嚴重的。

　　值得指出的一點是，由動力車間生產出來的氮氣，在出口處經化驗分析純度是合格的，但是往往經過送氣管道后，到了使用氣體的裝配車間，則純度就達不到要求了。一方面是地下管道有漏氣或氧化銹蝕；另一方面與四季氣候變化有密切的關系，尤其是夏天，管道里氣體溫度較高，而埋在地下的管道以及周圍土壤溫度較低，水汽就云集于管道里，從而被流動的氣體輸送到使用的地方，結果在生產車間反映出氣體不純。為了解決這個問題，在關鍵工序增設氣體終端凈化裝置是必要的。這一裝置的作用是去氧和去水汽。通常可在不銹鋼筒內裝分子篩和催化劑來達此目的。在固體電路的生產中這種氣體終端凈化裝置更被廣泛地用于對氫氣的凈化。這種裝置并不復雜，而且可以再生使用，而效果卻是極為顯著的。

　　2.4、還要注意一些細小的工藝環節

　　比如封口時必須充入氮氣保護。此時一定要使管內充滿保護氣體，否則仍然起不到保護作用。氮氣管的插入深度影響是很大的。封口前管芯在烘箱中通氮氣保護預熱，管芯外扣上罩子，如果罩內氮氣未充滿；或者氮氣管插入深度不夠，則仍然會造成管芯氧化。其次罩的下部與烘箱托板如果是緊密接觸的，而氮氣壓力不足時，罩內即不可能充滿氮氣。同樣的道理，退火爐中氮氣保護退火時，如果氮氣管插入深度不夠，也不能使保護氣體充滿整個管芯空間，則仍然會造成氧化。

　　2.5、零部件的良好存放條件和適當的存放期

　　裝架前的各種零部件都經過了予除氣(燒氫或真空去氣)處理，如果這些零件存放期太長，將會重新吸氣從而使予除氣失去了意義，也會增加排氣時的放氣量。尤其是石墨陽極等，更不能在大氣里暴露時間過長，一定要保存在真空柜中。一般金屬零件必須存放于紅外線干燥柜中。不論儲存于真空柜或干燥柜中，存放期均不宜過長(夏季不超過七天，其它季節不超過十天)。其次在組織生產時，必須保證整個生產線暢通無阻，這對于縮短管子周轉期，提高管子質量也是至關重要的。