Шехмейстер Е. И. Общая технология электровакуумного производства: Учеб. пособие для сред. проф.-техн. училищ.'—М.: Высш. школа, 1979.—295 с., ил.— (Профтехобразование. Вакуумная техника) В пер.: 80 к. В книге рассмотрен полный технологический цикл изготовления электровакуумных приборов. Освещены научные основы технологии основных заготовительных и сборочных операций. Показаны перспективные направления и важнейшие достижения электровакуумного производства. ПРЕДИСЛОВИЕ
Электроника, радиопромышленность и приборостроение соз-. дают техническую базу для автоматизации производства и управления. «Этот комплекс по праву может быть назван катализатором научно-технического прогресса» *.
Электровакуумному производству как составной части элек^ тронной промышленности принадлежит важная роль в научно-технической революции и создании материально-технической базы коммунизма. В связи -с потребностями телевидения, ракетной и вычислительной техники, космонавтики, средств связи, автоматики, меч дицины и других отраслей народного хозяйства ассортимент электровакуумных приборов составляет несколько тысяч наименований, а ежегодный выпуск превышает миллиард единиц.
Электровакуумное производство отличается большим разнооб-^ разием технологических процессов и методов, материалов, оборудования и использует практически все известные в настоящее время достижения науки, техники и технологии. Изделия электровакуумного производства должны иметь высокую надежность в эксплуатации и сохранять работоспособность после 8—12-летнего хранения; такие требования вызваны тем, что выход из строя хотя бы одного прибора нарушает работу дорогостоящей аппаратуры и технических комплексов.
Для решения задач, стоящих перед электровакуумным производством, требуются кадры, способные сочетать строгую технологическую дисциплину с творческим подходом к выполнению своей работы. Каждый рабочий должен обладать не только достаточными теоретическими знаниями и практическими навыками, необходимыми для выполнения конкретной работы, но и отлично знать полный технологический цикл изготовления электровакуумных приборов. Знание технологии, оборудования и физико-химических процессов изготовления приборов позволяет рабочим творчески и критически осваивать рабочие инструкции по производственным процессам, предлагать и внедрять конкретные методы снижения и предупреждения брака, улучшения параметров и надежности приборов. Только теоретически подготовленный рабочий — мастер своего дела—может обеспечить бездефектное изготовление и. бездефектную сдачу продукции с одной технологической операции на другую, работать с личным клеймом, освоить смежные специальности, стать новатором и передовиком производства.
Подготовка рабочих кадров производится в технических и профессионально-технических училищах, а также путем индивидуального и бригадного обучения непосредственно на производстве. Данный учебник написан в соответствии с программой курса «Общая технология производства электровакуумных приборов», который является обязательным при подготовке рабочих практически по всем специальностям электровакуумного производства.
В учебнике рассматриваются все основные технологические операции электровакуумного производства: заготовительные работы {изготовление металлических, стеклянных, керамических, слюдяных деталей и соединение их друг с другом); изготовление важнейших сборочных единиц приборов (подогревателя, катода, газопоглотителя и т. д.); технологические работы по обработке деталей и сборочных единиц и нанесению на них покрытий; сборочные операции при изготовлении приборов (монтаж, заварка, вакуумная обработка, герметизация).
При изложении каждого технологического процесса приводятся сведения, раскрывающие его назначение, свойства применяемых материалов, физико-химические явления, заложенные в основу технологии, основные технологические режимы, принцип работы оборудования, способы контроля качества выполнения операции. Разбираются особенности изготовления различных типов приборов (ламп, электроннолучевых, фотоэлектронных, сверхвысокочастотных приборов). Обязательно дается сравнительная характеристика различных способов и методов выполнения одной и той же технологической операции и указываются перспективные направления и тенденции усовершенствования технологии и автоматизации производства. В тексте или в специальных таблицах рассмотрены основные дефекты, встречающиеся при выполнении операции, а также предполагаемые причины и способы предупреждения брака.
Дано описание перспективных процессов, которые находятся на стадии внедрения в серийное производство: изготовления люминесцентных экранов методами сухого напыления и электрофореза, финишной очистки внутренней арматуры в газовом разряде, ультразвуковой очистки в бароустановках, изготовления покрытий плазменным напылением, лазерной резки и сварки и т. д.
Материал учебника может быть полезен как для обучения рабочих в технических училищах, так и для повышения их квалификации на производстве и овладения смежными специальностями.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие......» . . . .... .,....... . , , ,,,..,. 3
Глава I. Основы электровакуумного производства.......,,... 5
§ 1. Основные сведения об электровакуумном производстве....... 5
§ 2. Структура электровакуумного производства............ 6
§ 3. Типовой технологический процесс производства ЭВП....... 7
§ 4. Основные требования к деталям, сборочным единицам, готовым изделиям и методы их испытания.................... 8
§ 5. Перспективные направления и новейшие достижения в электровакуумном производстве......................... Ю
Глава II, Изготовление металлических деталей и сборочных единии . . 13 § 6. Методы изготовления металлов для электровакуумного производства 13 § 7. Свойства и характеристики металлов, влияющие на их обработку давлением ............................... 16
§ 8. Методы изготовления металлических лент, прутков и проволок . , . 18
§ 9. Изготовление деталей методами штамповки .,.._.,. . ,..... 22
§ 10. Основные сведения о спиралях................... 32
§ II. Изготовление деталей методами спирализации......... . . 35
§ 12. Особенности технологии изготовления анодов и масок....... 40
Глава III. Соединение металлических деталей .... . i л ,i. ,, ,,„;. . 42 § 13. Основные разновидности методов соединения деталей и требования
к качеству соединений........................... 42
§ 14. Электроконтактная сварка .... ........ .-:......... 43
§ 15. Электродуговая сварка...................... 48
§ 16. Сварка в твердом состоянии.................... 50
§ 17. Соединение деталей пайкой..................... 53
Глава IV. Электрофизические методы изготовления и обработки деталей 57 § 18. Электроэрозионные методы изготовления и обработки деталей ... 57 § 19. Ультразвуковые методы изготовления, обработки и соединения деталей . . ............................... *>1
§ 20. Электроннолучевые методы обработки и сварки деталей....... 69
§ 21. Изготовление н обработка деталей лучевыми методами....... 71
§ 22. Плазменная обработка деталей.....»............... 76
Глава V. Изготовление стеклянных деталей ................. . 81
§ 23. Основные сведения о стекле......• - -............ 81
§ 24. Варка стекла.................._ . .-....... 82
§ 25. Термические свойства стекла................... 84
§ 26. Электрические свойства стекла ................... 87
§ 27. Химические свойства стекла..................... 92
§ 28. Основные сведения о напряжениях в стекле , ,......., . . . 93
§ 29. Изготовление стеклянных деталей из жидкой стекломассы .... , 96 § 30. Изготовление стеклянных деталей методом термопластической обработки стеклянных заготовок.............,,„,.„.. . 100
Глава VI. Изготовление керамических деталей......• •...... ЮЗ
§ 31. Основные сведения о керамических материалах........... 103
§ 32. Сравнительная характеристика различных керамических материалов 105
§ 33. Технология изготовления керамических деталей........ . L.. , 107
Глава VII. Изготовление деталей из слюды...............109
§ 34. Основные свойства и технология изготовления слюды........109
§ 35. Магнезирование слюды........................! 1'
Глава VIII. Очистка деталей.....,.,...............ИЗ
§ 36. Разновидности процессов очистки деталей . . ...........ПЗ
§ 37. Принципиальная технологическая схема очистки деталей......П4
§ 38. Химическое обезжиривание органическими растворителями.....И5
§ 39. Химическое обезжиривание в щелочных составах..........116
§ 40. Химическое травление поверхности деталей ............. 117
§ 41. Химическое полирование деталей..................... П9
§ 42. Ультразвуковая очистка деталей......................120
§ 43. Электрохимическая очистка деталей.................122
§ 44. Очистка деталей и сборочных единиц в газовом разряде ..... . 125
§ 45. Особенности очистки стеклянных и керамических деталей ...... . 126
§ 46. Контроль качества очистки деталей .... ....... *.^»_^ *„•.,-.».« • • 128
Глава IX. Термическая обработка деталей.................130
§ 47. Общие сведения о термических операциях..............130
§ 48. Термическая обработка деталей в среде водорода..........132
§ 49. Термическая обработка в вакууме..................135
§ 50. Термическая обработка в'среде различных газов ... ...... . 137
§ 51. Отжиг стеклянных и металлостеклянных спаев...........138
§ 52. Контроль напряжений в стекле...................140
§ 53. Особенности отжига керамических деталей.............142
§ 54. Сушка и обжиг покрытий'.............,........144
Глава X. Изготовление люминесцентных экранов . . .......... 146
§ 55. Понятие о люминесценции..................... 146
§ 56. Основные сведения о люминофорах и методы нанесения люминесцентных покрытий........................... 147
§ 57. Технология изготовления экранов методом седиментации ..... . 149
§ 58. Назначение алюминиевого покрытия и требования к нему .... . 153
§ 59. Назначение и технология изготовления органической пленки .... 154
§ 60. Технология нанесения алюминиевого покрытия............ 156
§ 61. Виды брака при алюминировании экранов и стеклянных подложек . 158
Г лава XI. Изготовление мозаичных экранов для цветных кинескопов . . 159
§ 62. Основные сведения о мозаичном экране и технология его изготовления ................................159
§ 63. Изготовление мозаичного экрана на многопозициошюм конвейере . . 1СЗ § 64. Особенности изготовления мозаичных экранов методом сухого напыления............................... . 165
§ 65. Особенности изготовления матричных экранов.......'.....165
§ 66. Особенности технологии изготовления органической пленки на цветных экранах.............-...............166-
Глава XII. Изготовление подогревателей.................168
§ 67. Основные сведения о подогревателях................168
§ 68. Изготовление подогревателей....................169
§ 69. Тренировка подогревателей.....................176
§ 70. Контроль готовых подогревателей.................176
Глава XIII. Изготовление катодов...................179'
§ 71. Основные сведения о катодах ЭВП.................179
§ 72. Разновидности термоэлектронных катодов............. ; 180
§ 73. Изготовление оксидных катодов на основе окислов щелочноземельных металлов...........................185
§ 74. Нанесение карбонатных покрытий на керны катодов . . , ....... 191
§ 75. Особенности изготовления синтерированных катодов...... . . . 194
§ 76. Разновидности холодных катодов и технология их изготовления . . 195-
294
Глава XIV. Изготовление газопоглотителей...............197
§ 77. Общие сведения о газопоглотителях.................197
§ 78. Распыляемые газопоглотители....................198
§ 79. Нераспыляемые газопоглотители................... . 203
Глава XV. Монтаж арматуры электровакуумных приборов.....207
§ 80. Основные требования к монтажным операциям ... , ,......207
§ 81. Организация процесса монтажа......,,,...-........208
§ 82, Особенности монтажа электронных ламп..............210
§ 83. Особенности монтажа электроннолучевых приборов.........212
Глава XVI. Спаи стекла с металлом..........,........220
§ 84. Конструкции спаев стекла с металлом..................220
§ 85. Особенности конструкций несогласованных спаев . ,........221
§ 86. Основные требования к металлам, применяемым для спаев . . . . . 222 § 87. Назначение и технология получения окисной пленки на металлах . . 225
§ 88. Эмалирование металлов и сплавов..................227
§ 89. Технология спаивания стекла с металлом.............227
§ 90. Разновидности напряжений в спаях.................228
Глава XVII. Соединение металла с керамикой, слюдой и ситаллами . . 232
§ 91. Особенности соединения металла с керамикой............232
§ 92. Методы изготовления металлокерамических спаев..........233
§ 93. Особенности пайки металлов со слюдой и ситаллами ,......236
Глава XVIII. Изготовление ножек электровакуумных приборов ,..,;. 237
§ 94. Общие сведения о ножках приборов................237
§ 95. Изготовление плоских ножек.....................238
§ 96. Особенности технологии изготовления гребешковых, чашечных и концентрических ножек................, ...-.....240
§ 97. Особенности технологии изготовления ножек из порошкового стекла 243
§ 98. Магнезирование ножек.......................244
§ 99. Контроль качества ножек................».....245
Глава XIX. Соединение стеклянных деталей.......,. . .,. . . . . 246
§ 100. Назначение и способы соединения стеклянных деталей...... 246
§ 101. Сварка газовым пламенем............. .. ,....... 247
§ 102. Оборудование для операций газопламенной сварки......... 250
§ 103. Основные разновидности дефектов при заварке.......... 252
§ 104. Газоэлектрическая и электродуговая сварка............ 253
§ 105. Сварка стекла лучом лазера................... 256
§ 106. Сварка стекол с использованием оптического контакта ...... 257
§ 107. Соединение деталей стеклокристаллическими цементами и герметизирующими составами..................... 258
Глава XX. Вакуумная обработка приборов...............260
§ 108. Назначение и принципиальная технологическая схема вакуумной
обработки.....,, ,,.,,,..,..............260
§ 109. Откачка газов и паров из объема прибора............ 261
§ 110. Обезгаживание оболочки и внутренней арматуры прибора .... 264
§ 111. Особенности обезгаживания стеклянных деталей..........266
§ 112. Особенности обезгаживания металлических деталей........268
§ 113. Вакуумная обработка оксидных катодов................272
§ 114. Особенности активирования пленочных катодов...........276
§ 115. Вакуумная обработка распыляемых и нераспыляемых газопоглотителей ........ . 279
§ 116. Особенности вакуумной обработки газонаполненных приборов ,., . 283 § 117. Герметизация приборов после вакуумной обработки ,...., 284 § 118. Оборудование для вакуумной обработки приборов ......... 285
Глава XXI. Маркирование деталей, сборочных единиц и готовых приборов ..................., . . .,.......289
Литература........................., . , , ,,„. 292