本發(fā)明屬于氣體放電管領(lǐng)域，尤其涉及一種氣體放電管用電極及其制備方法。

背景技術(shù)：

陶瓷氣體放電管是在放電間隙內(nèi)充入適當(dāng)?shù)臍怏w介質(zhì)，配以高活性的電子發(fā)射材料及放電引燃機(jī)構(gòu)，通過銀銅焊料高溫封接而制成的一種特殊的金屬陶瓷結(jié)構(gòu)的氣體放電器件。它主要用于瞬時(shí)過電壓保護(hù)，也可作為點(diǎn)火開關(guān)。陶瓷氣體放電管的通流量比壓敏電阻和TVS管要大，氣體放電管與TVS等保護(hù)器件合用時(shí)應(yīng)使大部分的過電流通過氣體放電管泄放。氣體放電管的絕緣電阻非常高，可以達(dá)到千兆歐姆的量級(jí)。極間電容的值非常小，一般在2pF以下，極間漏電流非常小，為nA級(jí)。因此氣體放電管并接在線路上對(duì)線路基本不會(huì)構(gòu)成什么影響。但氣體放電管長(zhǎng)時(shí)間承受或頻繁地過電流時(shí)，氣體放電管會(huì)發(fā)熱升溫，氣體放電管的兩個(gè)金屬電極融化濺射量大，容易導(dǎo)致放電管阻抗下降甚至形成短路。故如何有效防止氣體發(fā)電管過熱，提高氣體放電管的使用壽命，是本領(lǐng)域急需解決的技術(shù)問題。此外，現(xiàn)有的陶瓷氣體放電管電極通常采用無氧銅和4J42鐵鎳(42％)鎳合金制成，在電極內(nèi)側(cè)涂覆有一層電子粉，用以加快陶瓷氣體放電管的響應(yīng)時(shí)間。但一般的陶瓷氣體放電管的響應(yīng)時(shí)間均在幾百ns以至數(shù)ms，在保護(hù)器件中是最慢的，故如何提高陶瓷氣體放電管的響應(yīng)時(shí)間，也是本領(lǐng)域急需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有氣體放電管易過熱，使用壽命短的技術(shù)難題，提供一種氣體放電管用電極及其制備方法。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明還針對(duì)陶瓷氣體放電管響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的氣體放電管用電極可顯著縮短陶瓷氣體放電管的響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種氣體放電管用電極，主要由金屬材料制成，在所述電極內(nèi)側(cè)涂覆有電子粉，在所述電極外側(cè)涂覆有一層電絕緣熱傳導(dǎo)薄膜。

作為本發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)方案，所述電極外側(cè)設(shè)置有多個(gè)散熱翅，所述散熱翅與所述電極由金屬材料一體成型。

進(jìn)一步地，所述散熱翅依序平行排列，中間的散熱翅長(zhǎng)，兩側(cè)的散熱翅短。

作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述氣體放電管用電極主要用于陶瓷氣體放電管，在所述電絕緣熱傳導(dǎo)薄膜表面安置有熱電阻，所述熱電阻與一玻璃氣體放電管串聯(lián)后再與所述陶瓷氣體放電管并聯(lián)。

進(jìn)一步地，所述熱電阻“Z”型分布在所述電絕緣熱傳導(dǎo)薄膜表面。

進(jìn)一步地，所述熱電阻由電熱絲彎曲纏繞呈螺旋管狀。

作為本發(fā)明的另一目的，本發(fā)明提供了一種氣體放電管用電極的制備方法，主要包括以下步驟：步驟一，利用金屬材料澆筑制成一側(cè)面帶散熱翅的電極；步驟二，在散熱翅一側(cè)的電極表面噴涂上電絕緣熱傳導(dǎo)薄膜。

進(jìn)一步地，所述步驟二為：取二氧化鈦2～6份、三氧化二鋁3～7份、碳化硅1～5份、高嶺土9.5～15份、丙醇15～25份、聚甲基丙烯酸甲酯20～30份、聚亞芳基硫醚樹脂24～35份、三甲氧基硅烷0.5～2份混合均勻，然后噴涂在散熱翅一側(cè)的電極表面，將噴涂后的電極放入60～80℃的烘箱中成化1～3h，然后轉(zhuǎn)入300～400℃的烘箱中中溫固化4～10h，自然冷卻。

進(jìn)一步地，所述步驟二為：取二氧化鈦3～5份、三氧化二鋁4～6份、碳化硅2～4份、高嶺土10.2～13.5份、丙醇18～23份、聚甲基丙烯酸甲酯23～27份、聚亞芳基硫醚樹脂27～32份、三甲氧基硅烷0.8～1.5份混合均勻，然后噴涂在散熱翅一側(cè)的電極表面，將噴涂后的電極放入60～80℃的烘箱中成化1～3h，然后轉(zhuǎn)入300～400℃的烘箱中中溫固化4～10h，自然冷卻。

優(yōu)選地，所述步驟二為：取二氧化鈦4份、三氧化二鋁5份、碳化硅3份、高嶺土12份、丙醇20份、聚甲基丙烯酸甲酯25份、聚亞芳基硫醚樹脂30份、三甲氧基硅烷1份混合均勻，然后噴涂在散熱翅一側(cè)的電極表面，將噴涂后的電極放入70℃的烘箱中成化2h，然后轉(zhuǎn)入380℃的烘箱中中溫固化8h，自然冷卻。

有益效果：

本發(fā)明利用電絕緣熱傳導(dǎo)薄膜將氣體放電管產(chǎn)生的熱量快速散發(fā)出去，有利于防止氣體放電管過熱，延長(zhǎng)氣體放電管的使用壽命。本發(fā)明還通過在電絕緣熱傳導(dǎo)薄膜表面安置熱電阻，所述熱電阻與玻璃氣體放電管串聯(lián)，因此當(dāng)氣體放電管兩端產(chǎn)生高壓時(shí)，玻璃氣體放電管快速響應(yīng)導(dǎo)通，電流通過熱電阻對(duì)陶瓷氣體放電管的電極加熱，使得陶瓷氣體放電管中的電子粉更容易釋放電子，陶瓷氣體放電管中的氣體運(yùn)動(dòng)更為劇烈、更易擊穿，從而大大縮短陶瓷氣體的響應(yīng)時(shí)間。本發(fā)明還涉及適用于本發(fā)明的電絕緣熱傳導(dǎo)薄膜的配方及制備方法。該配方制得的氣體放電管用電極具有絕緣性好、導(dǎo)熱性能佳、耐高溫等特點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明用于陶瓷氣體放電管中的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為熱電阻在電絕緣熱傳導(dǎo)薄膜表面“Z”型分布的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更清楚明了第理解本發(fā)明，現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)施方式和附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明的氣體放電管用電極主要用于陶瓷氣體放電管。常見的陶瓷氣體放電管主要包括金屬電極5、陶瓷管6、電子粉7、引線1、引線2。本發(fā)明對(duì)常見的陶瓷氣體放電管進(jìn)行了改造，首先是在金屬電極5表面涂覆一層電絕緣熱傳導(dǎo)薄膜(未示出)。所述薄膜主要由二氧化鈦2～6份、三氧化二鋁3～7份、碳化硅1～5份、高嶺土9.5～15份、丙醇15～25份、聚甲基丙烯酸甲酯20～30份、聚亞芳基硫醚樹脂24～35份、三甲氧基硅烷0.5～2份制成。為了使金屬電極5具有更好的散熱效果，本發(fā)明中金屬電極5正對(duì)電子粉7的外側(cè)依序平行排列有多個(gè)散熱翅5’，所述散熱翅5’與所述電極5由金屬材料一體成型，中間的散熱翅5’長(zhǎng)，兩側(cè)的散熱翅5’短。由此，當(dāng)陶瓷氣體放電管長(zhǎng)時(shí)間承受或頻繁地過電流時(shí)，氣體放電管的兩個(gè)金屬電極5將通過散熱翅5’將熱量快速導(dǎo)出，從而防止氣體放電管過熱。

針對(duì)陶瓷氣體放電管響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)的技術(shù)問題，本發(fā)明在上述改進(jìn)的基礎(chǔ)上對(duì)陶瓷氣體放電管作了進(jìn)一步的改進(jìn)。首先是在電絕緣熱傳導(dǎo)薄膜安置熱電阻4，所述熱電阻4與一玻璃氣體放電管3串聯(lián)后再與所述陶瓷氣體放電管并聯(lián)。4’是用于連接兩個(gè)熱電阻4的引線。當(dāng)陶瓷氣體放電管兩端產(chǎn)生高壓時(shí)，玻璃氣體放電管3快速響應(yīng)導(dǎo)通，通常只需幾納秒，電流通過熱電阻4對(duì)陶瓷氣體放電管的電極5加熱，使得陶瓷氣體放電管中的電子粉7更容易釋放電子，陶瓷氣體放電管中的氣體運(yùn)動(dòng)更為劇烈、更易擊穿，從而大大縮短陶瓷氣體的響應(yīng)時(shí)間。采用這一方案，可以使陶瓷氣體放電管的響應(yīng)時(shí)間由原來的幾百納秒至幾毫秒降低為幾十納秒。為了增大熱電阻4的電阻值，可以先將所述熱電阻4由電熱絲彎曲纏繞呈螺旋管狀，然后再“Z”型分布在所述電絕緣熱傳導(dǎo)薄膜表面，如圖2所示。

由于金屬電極5表面的電絕緣熱傳導(dǎo)薄膜需要滿足電絕緣性好、熱傳導(dǎo)效率高且耐高溫的特點(diǎn)，故本發(fā)明還對(duì)電絕緣熱傳導(dǎo)薄膜的配方進(jìn)行了研究，具體實(shí)施例如下所示。

實(shí)施例1

一種氣體放電管用電極的制備方法，主要包括以下步驟：步驟一，利用金屬材料澆筑制成一側(cè)面帶散熱翅的電極；步驟二，取二氧化鈦2份、三氧化二鋁7份、碳化硅5份、高嶺土15份、丙醇15份、聚甲基丙烯酸甲酯30份、聚亞芳基硫醚樹脂24份、三甲氧基硅烷2份混合均勻，然后噴涂在散熱翅一側(cè)的電極表面，將噴涂后的電極放入60℃的烘箱中成化1h，然后轉(zhuǎn)入300℃的烘箱中中溫固化10h，自然冷卻。

實(shí)施例2

一種氣體放電管用電極的制備方法，主要包括以下步驟：步驟一，利用金屬材料澆筑制成一側(cè)面帶散熱翅的電極；步驟二，取二氧化鈦3份、三氧化二鋁6份、碳化硅4份、高嶺土13.5份、丙醇18份、聚甲基丙烯酸甲酯27份、聚亞芳基硫醚樹脂27份、三甲氧基硅烷1.5份混合均勻，然后噴涂在散熱翅一側(cè)的電極表面，將噴涂后的電極放入70℃的烘箱中成化2h，然后轉(zhuǎn)入350℃的烘箱中中溫固化8h，自然冷卻。

實(shí)施例3

一種氣體放電管用電極的制備方法，主要包括以下步驟：步驟一，利用金屬材料澆筑制成一側(cè)面帶散熱翅的電極；步驟二，取二氧化鈦4份、三氧化二鋁5份、碳化硅3份、高嶺土12份、丙醇20份、聚甲基丙烯酸甲酯25份、聚亞芳基硫醚樹脂30份、三甲氧基硅烷1份混合均勻，然后噴涂在散熱翅一側(cè)的電極表面，將噴涂后的電極放入70℃的烘箱中成化3h，然后轉(zhuǎn)入380℃的烘箱中中溫固化8h，自然冷卻。

實(shí)施例4

一種氣體放電管用電極的制備方法，主要包括以下步驟：步驟一，利用金屬材料澆筑制成一側(cè)面帶散熱翅的電極；步驟二，取二氧化鈦5份、三氧化二鋁4份、碳化硅2份、高嶺土10.2份、丙醇23份、聚甲基丙烯酸甲酯23份、聚亞芳基硫醚樹脂32份、三甲氧基硅烷0.8份混合均勻，然后噴涂在散熱翅一側(cè)的電極表面，將噴涂后的電極放入80℃的烘箱中成化1h，然后轉(zhuǎn)入400℃的烘箱中中溫固化4h，自然冷卻。

實(shí)施例5

一種氣體放電管用電極的制備方法，主要包括以下步驟：步驟一，利用金屬材料澆筑制成一側(cè)面帶散熱翅的電極；步驟二，取二氧化鈦6份、三氧化二鋁3份、碳化硅1份、高嶺土9.5份、丙醇25份、聚甲基丙烯酸甲酯20份、聚亞芳基硫醚樹脂35份、三甲氧基硅烷0.5份混合均勻，然后噴涂在散熱翅一側(cè)的電極表面，將噴涂后的電極放入70℃的烘箱中成化2h，然后轉(zhuǎn)入380℃的烘箱中中溫固化4h，自然冷卻。

以上方法制得的氣體放電管用電極均能夠滿足電絕緣性好、導(dǎo)熱性佳、耐高溫的要求。

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為了清楚地說明所作的舉例，而非對(duì)實(shí)施方式的限制。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。只要是在本發(fā)明實(shí)施例基礎(chǔ)上做出的常識(shí)性的改動(dòng)方案，都處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。