国家标准 GB/T34498一2017 激光灯用钨阴极材料 TIumgsten.eathodematerialsforlaserlamps 2017-10-14发布 2018-05-01实施国家质量监督检验检疫总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/34498一2017 激光灯用钨阴极材料范围本标准规定了激光灯用钨阴极材料的要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存、质量证明书及合同(或订货单)内容本标准适用于激光泵浦灯用钨阴极材料,可应用于激光加工(切制、焊接、打孔、热处理、刻线、大功率激光器、激光美容灯,以及脉冲杀菌灯等领域规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T3789(所有部分)发射管电性能测试方法 GB/T3850致密烧结金属材料与硬质合金密度测定方法 GB/T4197钨、钼及其合金的烧结坯条、棒材晶粒度测试方法 GB/T4324(所有部分钨化学分析方法 GB/T19258紫外线杀菌灯 GB/T21650.1压求法和气体吸附法测定固体材料孔径分布和孔隙度第1部分压隶法 GB/T23139脉冲缸灯 Ys/T500钨铺合金中钵量的测定氧化还原滴定法 YS/T501钨针合金中二氧化针量的测定重量法要求 3.1产品分类钨阴极材料可分为三类;针钨阴极材料,稀土鹤阴极材料,颚阴极材料;产品牌号按化学成分分为 WT20,wT40、wC20,wC40、WX、WBa共6个牌号针鹤阴极材料和稀土鹤阴极材料牌号表示方法;第一个字母表示鹤阴极材料的主要元素钨,标识符号为大写字母w;第二个字母表示掺杂的氧化物类别,标识符号一般为掺杂元素英文名称的首字母大写,多种氧化物组成的多元复合稀土鸽阴极材料为x;符号中数字表示钨阴极材料中掺杂氧化物名义含量的千分值 X mm 长度直径 -数字表示钨阴极材料中掺杂氧化物含量的千分值字母表示掺杂的氧化物类别,标识符号一般为掺杂元素名称的首字母大写,多种稀土氧化物组成的多元复合稀土钨阴极材料为x 表示钨阴极材料的主要元素钨,标识符号为大写字母w
GB/T34498一2017 示例: 直径为6mm,长度为600mm的稀土氧化物掺杂量为20%的铺钨阴极材料标记为 wc206×600mm 3.2化学成分产品化学成分应符合表1的规定名称、牌号、掺杂类别及含量表1 名称牌号杂质总含量/% 钨含量/% 主掺杂氧化物/盐类别主掺杂氧化物/盐含量/% wT20 ThO. 1.72.2 s0.1 余量针阴极材料 WT40 ThO. 3.64.4 S0.1 余量 wC20 CeO 1,82.2 S0.1 余量稀土鸽阴 WC40 CeO 3.6~4.4 0.1l 余量极材料 wX 、ZrO等 Y.,LaO CeO.、 l.42.2 s0.1 余量俱鸽阴极 WBa 铝酸钙等 <0.l 余量材料注:鸽阴极掺杂物一般不用重量百分比进行表征,基体孔隙率为15%30%,用于浸盐 3.3规格及尺寸公差产品规格及尺寸公差应符合表2规定表2产品规格及尺寸公差单位为毫米牌号直径直径偏差长度长度偏差 3.0 150.0 175.0 4.0 WC20,WC40,WT20 4.4 300.0 士0.10 士1.0 wT40,wX,WBa 5.0 450.0 6.0 600.0 8.0 注，优先选择表中系列数值,直径与长度亦可按供需双方协议供应 3.4密度 wT20,wC20,wX阴极材料密度应>18.2g/em',wT40、wC40阴极材料密度应>17.9g/em wBa阴极基体材料密度提供实测值 3.5外观质量、内部质量及表面粗糙度 3.5.1外观质量钨阴极材料端面应是平直的切面钨阴极材料表面应通过磨光或抛光处理,外观均匀一致,不得有氧化、油脂及因处理而带来的沾污杂质,不准许有毛刺及明显可见的缺陷
GB/34498一2017 3.5.2内部质量对于wC20、wC40,wT20,wT40,wX等钨阴极材料,不应存在影响使用的内部缺陷疏松,夹杂、断层、裂缝) 对于wBa钨阴极材料,基体应存在15%30%孔隙率 3.5.3表面粗糙度表面粗糙度Ra<1.6Am 3.6直线度产品应是平直的,每100mm长(或长度更短)阴极材料其直线度不应超过0.5mm 3.7电子逸出功产品电子逸出功为非常规检测项目,客户有需求时,可在合同(或订货单)中约定 3.8使用性能使用性能为非常规检测项目,客户有需求时,可合同(或订货单)中约定 3.9晶粒度针对针钨、稀土钨阴极材料,品粒应分布均匀,横断面晶粒度在2000个/mm'5000个/mm' 客户有需求时,可合同或订货单)中约定,该项为非常规检测项目试验方法 4.1化学成分 wC20.wC40阴极材料中氧化铺含量按照Ys/T500测定;wT20,.wT40阴极材料中氧化针含量按照Ys/T501测定;颚盐及其他稀土氧化物按照供需双方协商确定的方法进行测定;杂质元素按照 GB/T4324的规定进行测定 4.2规格及尺寸公差产品规格及尺寸公差用相应精度的量具进行测量 4.3密度密度按照GB/T3850的规定进行测定 4.4外观质量、内部质量及表面粗糙度产品的外观质量用目视检验,并采用放大镜对产品端部进行检查是香存在劈裂缺陷 4.4.1 44.2非鸽饥阴极材料内部缺陷采用涡流探伤仪进行检测,检测方法供需双方协商确定鹤颚阴极材料基体孔隙率采用压汞仪按GB/T21650.1的规定进行检测或采用工业C'T进行检测 4.4.3表面粗糙度用表面粗糙度测量仪或比较法检测 4.5直线度直线度按圆弦法检测,借助光滑平整的平面进行
GB/T34498一2017 4.6电子逸出功电子逸出功按照附录A的规定进行测定使用性能按照表3试验条件,先将鹤阴极材料进行加工并装灯,然后进行光电使用性能测试根据灯的型号不同,分别根据GB/T23139,GB19258等技术条件进行光电性能试验,观察弧光稳定性,并记录电压、能量值,测试使用寿命等表3试验条件项目要求试验电源脉冲/直流电源封接方式石英玻璃密封阴极根据激光灯型号不同,阴极应加工成相应形状保护气体气或氮气 4.8晶粒度横断面晶粒度按照GB/T4197的规定进行测定 5 检验规则 5.1检查和验收产品应由供方进行检验,保证产品质量符合本标谁及合同(或订货单)的规定,并填写质量证 5.1.1 明书 5.1.2需方应对收到的产品按本标准的规定进行检验检验结果与本标准及合同(或订货单)的规定不符时,应以书面形式向供方提出,由供需双方协商解决属于外观质量及尺寸外形的异议,应在收到产品之日起一个月内提出,属于其他性能的异议,应在收到产品之日起三个月内提出如需仲裁,可委托供需双方认可的单位进行,仲裁取样由供需双方共同进行 5.2组批产品应成批提交验收每批应由同一牌号、掺杂批次、规格、生产工艺、状态和生产周期的产品组成 5.3检验项目每批产品应进行化学成分,规格及尺寸公差,密度、外观质量、内部质量、表面粗糙度,直线度的检验如合同(或订货单)有要求时,还应进行电子逸出功、使用性能、晶粒度等检验 5.4取样产品的取样应符合表4的规定
GB/34498一2017 表4取样规定取样规定检验项目要求的章条号试验方法的章条号每批1个试样化学成分" 3.2 4.1 规格及尺寸公差逐件检验(长度)/每批取件数的6%(直径 3.3 4.2 3.4 密度 4.3 每批1个试样外观及内部质量逐件检验;其中孔隙率为每批1个试样 3.5 4.4 直线度逐件检验 3.6 4.5 电子逸出功每批1个试样 3,7 4.6 每批1个试样使用性能 3,8 4.7 每批1个试样品粒度 3,9 4.8 掺杂氧化物含量在成品上取样;其他化学成分供方以原料的分析结果报出,需方复验均在产品上取样当用同一掺杂粉末采用相同工艺同时生产几种规格相近的产品时,可以用最常用规格产品的成分检验结果代表其他几种规格的化学成分 5.5检验结果的判定 5.5.1产品的化学成分,密度以及双方约定检测的晶粒度、电子逸出功、使用性能检验结果不合格时应另取双倍数量的试样对该不合格项进行重复试验,若仍有一次结果不合格,则判该批产品为不合格 5.5.2产品的尺寸及公差、外观及内部质量、直线度不合格时,判单件不合格,但允许供方剔除不合格者后,重新组批交货标志,包装、运输、贮存和质量证明书 6.1产品标志在检验合格的每箱产品外包装上应标记如下内容,并印有“防潮”标志 a 供方名称; b产品名称或牌号; c 规格; d)批号; 数量 ee 6.2包装、运输、贮存包装 6.2.1 钨阴极材料的包装应保证可以合理地运输和贮存,产品表面不得受任何损伤和沾污一般采用以下包装方式,特殊产品可按供需双方协议供应对于长度<175mm的产品,可采用盒装或使用塑料袋简易封装,外包装采用纸箱或木箱对于长度>175mm的产品,采用简易包装,外包装采用纸箱或木箱对于wT电极应采用铁桶或铁盒包装
GB/T34498一2017 6.2.2运输产品运输时,应防止潮湿,不得剧烈碰撞 6.2.3贮存产品应存放在干燥、通风和无酸碱的房间对于w电极应贮存在铁桶或铁盒中 6.3质量证明书每批产品应附有产品质量证明书,其上注明 a 供方名称 b产品名称; c 牌号规格 d e 批号; 净重和件数; f 本标准编号; g h各项分析项目的检验结果和技术监督部门的印记: 包装日期(或出厂日期) 合同或订货单)内容订购本标准所列产品的合同(或订货单)内应包括如下内容产品名称; a b) 牌号尺寸规格; c 数量 d 特殊要求; e 本标准编号; fD P)其他
GB/34498一2017 录附 A 规范性附录钨阴极材料电子逸出功测定原理 A.1 采用国际通用的二极管方法进行电子逸出功测定,即使阴极与阳极端面平行,阳极施加电压时,能够使阴极与阳极之间形成均匀电场,其伏安特性曲线满足理想二极管伏安曲线,从而根据理想二极管加场中电流与电压的关系式,计算出材料的电子逸出功 A.2测试电路示意图及要求鹤阴极材料电子逸出功测试电路如图A.1所示取样电阳阳极被测阴极脉冲电源灯丝电x 图A.1测试电路示意图脉冲电源内阻应浦足当测试电流由零变至最大值时,输出电压的变化不应大于5%. 取样电阻的阻值应符合式(A u R<0.01x A.1 T 式中: U -阳极电压,单位为伏(V); 阴极发射电流的最小值,单位为安A). Imin A.3测试设备及测试规则测试设备及测试规则应符合GB/T3789的规定
GB/T34498一2017 A.4测试方法 A.4.1根据阴极类型选择合适的热子,将安装有热子的阴极装人测量系统 A.4.2抽真空24h,测量系统内真空度不低于1×10-Pa A.4.3根据不同的热子采用不同的升温步骤对阴极升温去气,并注意除气过程中,真空度不低于8× 10-Pa A.4.4采用光学高温计进行温度测定,当温度达到预定测量温度时,使用脉冲电源进行1-V曲线测量记录脉冲电压和脉冲电流值 A.5电子逸出功的计算 A.5.1根据测量的脉冲电压和脉冲电流数据,以lnl,为纵坐标,以U为横坐标绘制1-V曲线,将1-V 曲线的直线部分延长与纵坐标相交,交点即为在一定温度下加速电场为零时的发射电流1 A.5.2依据式(A.2),可求得零场发射电流密度Jo L J， A.2 一 S 式中零场发射电流密度,单位为安每平方厘米(A/em'); J S 阴极发射面积,单位为平方厘米(em A.5.3将代人热电子发射方程式(A.3) J，=AT'e A.3 式中 -零场发射电流密度,单位为安每平方厘米(A/em) A -阴极发射常数,单位是安每平方厘米二次方开A/emK'); T -阴极温度,单位是开(K); 阴极的电子逸出功,单位是电子伏(eV): 为波尔兹曼常数对其两边取对数,并把常数人代人得式(A.4) n(J /T=)=lnA一11605克×(1/T (A.4 把不同温度下的零场发射电流密度值画在ln(Jw/T')-(1/T)的坐标系统中,就可以得到一条直线,即里查森直线,直线的斜率tg(开一0)=一11605,因此可以求得材料的电子逸出功 A.6测试报告测试报告应当包括如下内容测试日期 a b 仪器设备型号测试者姓名 c d)灯丝电流;
GB/34498一2017 电压与温度的对应关系; e 测量的-V数值等原始数据 fD 逸出功可以直接标注电子逸出功,也可以由送样者根据测试数据自行计算得到阴极的电子 g 逸出功

激光灯用钨阴极材料GB/T34498-2017

一、引言

激光技术在现代工业制造、科学研究和医学诊疗中得到广泛应用，而激光灯作为激光器中最重要的部件之一，其性能直接影响整个激光系统的稳定性和可靠性。钨阴极作为激光灯的关键材料之一，其性能优劣对激光灯的发射效率、寿命等方面都有着重要的影响。因此，制定一套适合激光灯用钨阴极材料的标准就显得尤为必要。

二、标准内容

GB/T34498-2017《激光灯用钨阴极材料》是由国家标准化管理委员会发布的国家标准。该标准规定了激光灯用钨阴极材料的技术要求、试验方法、标志、包装、运输及贮存等内容。下面我们从材料的选型、性能指标和测试方法三个方面来详细介绍该标准。

1. 材料的选型

标准规定，激光灯用钨阴极材料应具有高的电子发射能力、较长的使用寿命以及良好的抗氧化性能。其化学成分应符合表1的要求：

元素	含量（%）
W	≥99.95
Al	≤0.002
Si	≤0.005
Ca	≤0.001
Mg	≤0.003
Fe	≤0.010

2. 性能指标

标准规定，激光灯用钨阴极材料的电子发射性能、寿命和抗氧化性能等指标应符合表2的要求：

项目	指标
电子发射能力	≥15A/cm²
使用寿命	≥1000h
氧化失重率	≤1.5%

3. 测试方法

标准中详细规定了激光灯用钨阴极材料的测试方法，包括电子发射性能、寿命和抗氧化性能等指标的测试方法，以及对材料外观、尺寸等方面的检验要求。

三、结论

GB/T34498-2017《激光灯用钨阴极材料》的出台，为激光灯行业提供了一套科学合理的标准，有利于规范激光灯钨阴极材料市场，保障产品质量，提高整个产业的竞争力。在实际应用中，生产厂家要严格按照该标准进行选材、生产、测试和销售，确保生产的激光灯具有优异的性能和长久的使用寿命。