第一节 产品定义、性能及应用特点
陶瓷电真空管是结构陶瓷中一种,是用电真空陶瓷为材料制造的一种管材。
陶瓷电真空管作为电真空开关、大功率可控硅、电真空继电器、电真空电容器、高频大功率电子管等电真空器件的外壳,广泛应用于广播电台、电视台、变流、开关等系统,在国民经济和国防中起着非常重要的作用。
陶瓷电真空管有如下优良特性:
(1)介质损耗小,介电强度高,随温度的升高变化并不大。而玻璃在200℃以上时,即使是电性能好的玻璃,其介质损耗也急剧增加,若工作频率超过2000MHz 有软化或爆裂的危险。
(2)耐高温性能好,可以提高器件的除气温度来提高管内的真空度。同时还可提高器件适应恶劣环境的工作性能。
(3)机械强度高、耐热冲击性能好。
(4)可以满足超高频器件所提出的精度要求。陶瓷零件经研磨加工后,可以获得高精度的几何形状和尺寸。
但是,陶瓷也有一些性能比玻璃差。例如:陶瓷的加工比玻璃困难而复杂,成本比玻璃也高很多。而且,一般的陶瓷都是不透明的,因此整管制成后就无法观察内部结构和工作情况。
第二节 发展历程
早在上世纪60年代,国外发达国家就开始研制真空开关管,70年代制成陶瓷电真空管并投入市场。我国陶瓷电真空管从80年代研发,90年代开始推广应用,现已进入成熟期,在当前的电力电子工业生产中得到了广泛应用。
第三节 上游 行业 发展状况 分析
陶瓷电真空管主要上游材料是电真空陶瓷,电真空陶瓷在真空器件中主要用作绝缘结构材料,以制造管壳、输能窗、支撑件和绝缘件等。电真空陶瓷必须具备的性能为能耐800摄氏度以上的高温、真空气密、介质损耗低、介电强度高、机械强度高、化学稳定性好、膨胀系数适宜和热导率高等。它与电真空玻璃相比具有耐高温、机械强度高、介质损耗低和介电强度高等优点,但也有不透可见光的缺点。
生产陶瓷电真空管的主要原料为滑石瓷和氧化铝瓷。
最早用于电真空器件的陶瓷是滑石瓷,以后逐步发展选用氧化铝瓷、氧化铍瓷、镁橄榄石瓷、氮化硼瓷以及衰减瓷等。目前应用最广、用量最大的是高氧化铝瓷。
滑石瓷
陶瓷真空开关管早期经常使用滑石作为原料,滑石的成分是(3MgO·4SiO2·H2O),在高温煅烧时生成原顽辉石MgO·SiO2和游离态石英SiO2。原顽辉石为高温稳定态,在700℃以下易转换成同素异性体斜顽辉石MgO·SiO2。
滑石瓷有一个很大的缺点:由于结晶的转变而使滑石变为多孔疏松体,失去原来的气密性能,有些瓷件甚至在结晶转变时产生炸裂的现象。生产中经常采用不同的配方来防止低温下的结晶转变,同时也降低煅烧温度,以及改善性能。如在配方中加入BaCO3、ZrO2等物质,增加瓷中的玻璃相(如BaO·SiO2)来包围不稳定的原顽辉石,抑制晶相转变,防止疏松和炸裂的现象,同时还改善了滑石瓷的电性能;在配方中加入粘土、长石等物质可降低煅烧温度。滑石瓷的机械强度中等,易研磨后加工成所需的几何尺寸,电气性能良好,介质损耗较低,膨胀系数与膨胀合金相近,可进行匹配封接,早期作为管壳材料使用。但由于滑石瓷存在结晶转变而变成多孔疏松和透气的可能性,并且随着气密性好的氧化铝瓷的出现,滑石瓷现已经不用作管壳材料,但可来制作管内支撑零件。
氧化铝瓷
氧化物瓷包括氧化铝瓷、氧化铍瓷、氧化镁瓷和氧化锆瓷等,这类瓷的主体氧化物一般皆在90%以上。在氧化物瓷中以氧化铝瓷的用量最多,其次为氧化铍瓷,其它氧化物瓷的使用量很少。
氧化铝瓷通常根据配料或瓷体中氧化铝含量来分类,习惯上把氧化铝含量在99左右的陶瓷成为“99瓷”,把含量95%和90左右的依次称为“95瓷”和“90瓷”。氧化铝含量在85%以上的陶瓷通常称为高铝瓷,含量99%以上的称为刚玉瓷。
目前国内外电真空陶瓷管壳基本上以90-95氧化铝瓷为主,其氧化铝含量在95% 左右,同时加入少量的MgO、SiO2、CaO等添加剂,来降低烧结温度和抑制晶粒长大。为了保证瓷件的优良性质,原料中的有害杂质钾、钠、铁的氧化物必须控制在0.03%以内。
第四节 下游产业发展情况 分析
1、电力 行业
2008年1-11月,电力、热力的生产和供应业工业总产值达到了24819.53 亿元,同比增长13.04%。其中,电力生产业完成工业总产值9356.08亿元,电力供应业完成工业总产值15013.31亿元,热力生产和供应业完成工业总产值450.14亿元,同比分别增长11.91%、13.67%和15.98%。
2008年1-11月,电力、热力的生产和供应 行业 共实现产品销售收入25839.33亿元,同比增长13.38%。其中,电力生产业、电力供应业和热力生产供应分别实现销售收入9573.89亿元、15799.91亿元和465.54亿元,分别比上年同期增长14.05%、12.83%和19.00%。
2008年1-11月份,全国规模以上电厂发电量31292.70亿千瓦时,增长6.8%,增速比上年同期回落9.0个百分点。
2008年1-11月,全国全社会用电量31530.89亿千瓦时,同比增长6.67%,比上年同期回落8.27个百分点,比1-10月回落1.60个百分点。11月份仅完成2573.35 亿千瓦时,同比下降8.14%。
在 行业 投资增速下降的情况下,电力投资和新投产设备保持较高规模,供应能力充足。2008年1-11月份,全国电源基本建设完成投资2736.53亿元,比上月底增加280.93亿元;新增生产能力(正式投产)6795.61万千瓦,比上年同期少投产1755.86万千瓦。其中水电1540.22万千瓦,比上年同期多投产459.02万千瓦;火电4984.41万千瓦,比上年同期少投产2102.64万千瓦;风电250.88万千瓦。电网基本建设完成投资2343.662073.54亿元;电网建设新增220千伏及以上变电容量17601万千伏安、比上年同期多投产4209万千伏安;电网新增220千伏及以上线路长度29172公里,比上年同期少投产545公里。
2008年1-12月全国及各地区电源、电网新增设备情况
2、电子信息 行业
2008年,我国电子信息产业保持平稳发展,产业规模不断扩大,结构调整继续深化。2008年1-11月,我国规模以上电子信息产业累计实现主营业务收入51747.7亿元,同比增长16%,其中,制造业累计实现44770.4亿元,同比增长14%;制造业实现工业增加值10421.2亿元,同比增长16.9%。
2008年以来,我国电子信息产品进出口贸易保持平稳较快增长态势,但自下半年起增幅明显回落。1-11月,电子信息产品累计进出口总额8242.2亿美元,同比增长13.3%,增幅比上年同期下降10.3个百分点,低于同期全国商品进出口增幅7.6个百分点。
2008年1-11月,电子信息产品进口总额3400亿美元,同比增长8.63%,增幅比去年同期下降11.7个百分点,低于同期全国外贸进口增幅14.2个百分点,占全国外贸进口额的32%,对全国外贸进口增长的贡献率达13.7%。进出口结构不断调整。通信设备、计算机、家用电子电器在出口中占据主导地位,电子器件、电子材料、电子仪器设备出口仍保持较快的增长速度,成为促进结构调整的新生力量。
2008年1-12月,我国主要电子产品生产情况如下:共生产电视机9123万台,比2007年同期增加了4.03%,其中彩色电视机共生产9033.08万台,比2007年同期上升了6.00%;数码相机产量达到8665万台,相比2007年同期的7405.98万台增长了17%;移动电话产量达6亿部,比2007年同期5.5亿部增加了9%;共生产微型电子计算机14703万台,比2007年同期的12897.37万台增加了14%%;共生产笔记本电脑110298万台,比2007年同期的8677.42万台增加了27.1%;共生产显示器14702万台,比2007年同期的15808.6万台减少了7%;集成电路总产量达到417.14亿块,比2007年同期增加了2.4%。
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