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?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。它主要用于瞬時過電壓保護，也可作為點火開關(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等保護器件合用時應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，可以達到千兆歐姆的量級。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。因此氣體放電管并接在線路上對線路基本不會構(gòu)成什么影響。但氣體放電管長時間承受或頻繁地過電流時，氣體放電管會發(fā)熱升溫，氣體放電管的兩個金屬電極融化濺射量大，容易導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時間。但一般的陶瓷氣體放電管的響應時間均在幾百ns以至數(shù)ms，在保護器件中是最慢的，故如何提高陶瓷氣體放電管的響應時間，也是本領(lǐng)域急需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(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)明還針對陶瓷氣體放電管響應時間長進行了改進，改進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時長。

為了達到上述目的，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薄膜。

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

進一步地，所述散熱翅依序平行排列，中間的散熱翅長，兩側(cè)的散熱翅短。

作為本發(fā)明進一步改進的技術(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)。

進一步地，所述熱電阻“Z”型分布在所述電絕緣熱傳導薄膜表面。

進一步地，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薄膜。

進一步地，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，延長氣體放電管的使用壽命。本發(fā)明還通過在電絕緣熱傳導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)，因此當氣體放電管兩端產(chǎn)生高壓時，玻璃氣體放電管快速響應導通，電流通過熱電阻對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動更為劇烈、更易擊穿，從而大大縮短陶瓷氣體的響應時間。本發(fā)明還涉及適用于本發(fā)明的電絕緣熱傳導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、導熱性能佳、耐高溫等特點。

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薄膜表面“Z”型分布的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

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)合具體實施方式和附圖，對本發(fā)明進行詳細說明。

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)明對常見的陶瓷氣體放電管進行了改造，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正對電子粉7的外側(cè)依序平行排列有多個散熱翅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，兩側(cè)的散熱翅5’短。由此，當陶瓷氣體放電管長時間承受或頻繁地過電流時，氣體放電管的兩個金屬電極5將通過散熱翅5’將熱量快速導出，從而防止氣體放電管過熱。

針對陶瓷氣體放電管響應時間長的技術(shù)問題，本發(fā)明在上述改進的基礎(chǔ)上對陶瓷氣體放電管作了進一步的改進。首先是在電絕緣熱傳導薄膜安置熱電阻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’是用于連接兩個熱電阻4的引線。當陶瓷氣體放電管兩端產(chǎn)生高壓時，玻璃氣體放電管3快速響應導通，通常只需幾納秒，電流通過熱電阻4對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動更為劇烈、更易擊穿，從而大大縮短陶瓷氣體的響應時間。采用這一方案，可以使陶瓷氣體放電管的響應時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薄膜需要滿足電絕緣性好、熱傳導效率高且耐高溫的特點，故本發(fā)明還對電絕緣熱傳導薄膜的配方進行了研究，具體實施例如下所示。

實施例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、導熱性佳、耐高溫的要求。

顯然，上述實施例僅僅是為了清楚地說明所作的舉例，而非對實施方式的限制。對于所屬領(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。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。只要是在本發(fā)明實施例基礎(chǔ)上做出的常識性的改動方案，都處于本發(fā)明的保護范圍之中。