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新瓷|【真空知识】真空电极介绍

发布日期: 2025-10-20 15:06:49 浏览量: 1

一、真空电极引入

真空电极引入是一种将电气能量或信号从大气环境(常压)传输到真空系统内部的装置或组件。它本质上是一个在维持真空密封的同时,允许电流、电压或数据信号通过的“通道”或“窗口”。

可以把它想象成一个特殊的“电源插座”或“数据线接口”,但它被安装在真空腔体的壁上,内外两侧是完全不同的气压环境。

电极引入线、电极密封材料的选择取决于工作电压、电流、频率、温度等,通常电极引入线分为永久密封电极引入线和可拆密封电极引入线。前者用于高温可烘烤与各种真空测量规管中,后者用于一般高真空抽气系统中。

永久密封电极引入线采用玻璃金属封接或陶瓷金属封接,根据外形分为杆密封、芯柱密封、带状密封、盘形密封和杯形密封等。

强电流或高压引入线通常将两种密封形式结合使用。引入线和玻璃(或陶瓷)采用永久封接,封好的电极引线和真空室(管道)的密封采用可拆(或半可拆封蜡)密封。

二、真空电极结构形势

真空电极的结构形式种类很多,按电极封接材料分类,可分为玻璃金属封接电极和陶瓷金属封接电极;按真空用电压高低来分类,可分为真空用低压电极和真空用高压电极两种。而每种电极形式又有小电流、大电流、特殊要求等各类结构形式,以满足诸多真空装置的需求。

    1、玻璃金属封接电极,这种结构的特点是将金属芯柱封接在具有特殊设计形状的玻璃中,应避免在玻璃中产生应力。

    2、陶瓷金属封接电极是一种通过特殊的工艺,将陶瓷(绝缘体)和金属(导体)永久性地、气密性地结合在一起的元件。它利用了陶瓷优异的绝缘性、高真空性能和机械强度,以及金属的导电性和可焊接性,创造出能够同时满足电气和真空要求的理想组件。

简单来说,它是在一个金属法兰中,通过陶瓷固定并绝缘一个或多个金属引脚,形成一个整体结构。

   3、真空用低压电极,低电压一般是电压在千伏以下,而千伏以上的电压称之为高电压。

三、真空电极密封设计要求

1、真空密封与冷却要求

密封件保护:电极引线真空密封多采用橡胶密封圈,大电流、高温处需加装水冷,防止密封圈因高温损坏,导致真空度下降。

密封可靠性保障:导电紫铜棒需保证高精度和低表面粗糙度,装配时必须涂抹真空油脂,提升密封效果。

法兰连接规范:电极法兰与真空室连接法兰需符合国家真空法兰标准,确保通用性与互换性。若出现漏气,禁止用真空油脂堵漏,需直接更换密封件。

2、输电线设计要求

电流密度控制:输电线直径需适配电流,避免电流密度过大导致导线过热。

高温耐受能力:需烘烤的输电线需承受 500℃高温,且要区分烘烤、无电流、工作发热三种场景的温度差异,避免使用不耐温材料。

频率适配性:低频环境对真空密封影响小;高频(如 10⁸Hz/s 以上)时,需重新评估输电线材料电阻率(如可伐合金高频损耗大,需替换),同时按特殊要求确定输电线与绝缘材料的搭配。

3、绝缘设计要求

绝缘核心原则:输电线与连接处需绝缘,高压场景下更需严格把控。

绝缘材料选型:需结合电压大小、工作温度,评估材料的电阻率、表面电阻率、击穿电压。

常用绝缘材料:真空橡胶、玻璃、陶瓷、玻璃布板、玻璃布棒、黄蜡布、聚四氟乙烯。

4、成熟产品参考

国产 JB 型高压引线性能达标,可直接选用。其由真空陶瓷、可伐合金、不锈钢法兰焊接而成,经真空检漏,在漏气速率、绝缘耐压、电流、温度、烘烤温度等参数上均满足使用要求,兼具可靠密封性与高压绝缘性。

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