行业标准《氙灯钨阴极》编制说明
(送审稿) 2024年2月
一、工作简况 1.立项的目的和意义
氙灯属于特种光源，因其具有显色性好、高亮度、光谱分布稳定、启动快、光效较高等优点，被广泛应用于半导体光刻用曝光灯、影院数码放映灯、全光谱植物灯、汽车/火车头灯、舞台灯、广场灯等，行业涉及电影娱乐、植物生长、工业生产、医疗保健和科研教育、国防航天等，市场规模约10亿美元/年。氙灯的国际市场主要被日本、欧美所占领，近年来随着国内技术的高速发展，也涌现出诸如常州玉宇、深圳凯世、普罗斯等一批优秀企业。这些企业的出现为数字影院及半导体在中国的蓬勃发展也起到很好的国产化支撑作用；
国内的数码影院行业飞速发展，对短弧氙气灯（含有氙气HID灯）有着强烈的需求；半导体行业也是国内的支柱行业之一，半导体行业用的紫外光刻灯（含有Hg的HID灯）是光刻工序的关键配件之一，同样也有着强烈的需求。目前，这几种灯主要由国外企业供应，而国外的HID灯制造企业普遍采用钍钨氙灯钨阴极，生产的HID灯寿命长，且质量较稳定。
数字影院、半导体等都属于高速发展行业，氙灯基于其作为特种光源的特性也依然保持高速发展态势。作为氙灯发光核心部件的阴极，随着虹鹭、天龙的氙灯钨阴极开发量产，已打破原有欧美日垄断的局面，当前已成为国际市场的主要供应商，并支持、陪伴着国内氙灯企业的成长；
钨阴极作为氙灯发光的核心部件，其性能直接影响到氙灯的性能及寿命。然而当前标准缺失，国内产品质量参差不齐，影响行业发展。制定氙灯用钨阴极标准，有助于推进国内氙灯钨阴极生产企业提高质量水平，满足下游氙灯的发展需求，进而更好地参与国际竞争，发出中国制造的强音。
2.任务的来源及计划要求
根据中华人民共和国工业和信息化部下发的工信厅科【2024】73号《工业和信息化部办公厅关于印发2024年第四批行业标准制修订计划的通知》的文件精神，行业标准《氙灯钨阴极》(YS/T XXX-202X)的制定工作由厦门虹鹭钨钼工业有限公司负责起草编制，计划编号为2024-2017T-YS，项目完成年限为2024年8月。
3.起草单位情况
厦门虹鹭钨钼工业有限公司是一家成立于1992年的中韩合资国有控股企业，是国家重点高新技术企业，是上市公司厦门钨业股份有限公司的核心成员，首批国家高新技术企业，拥有国内钨钼加工行业首家企业博士后工作站，与中科院金属研究所联合成立了稀有金属加工实验室，同时依托国家钨材料工程技术研究中心开展钨材料技术开发与储备工作。
公司主要从事钨、钼等难熔金属的棒材、杆材、丝材、深加工制品等的研发与生产，产品广泛应用于电光源及电真空、半导体及电子技术、航空航天及汽车工业、工业窑炉、机械制造及焊接、3C及核工业等多个领域。
公司注重钨钼新产品的开发和新应用领域的开拓，依托厦门钨业集团“钨矿山－冶炼－深加工”完整的钨加工产业链优势，坚持以市场为导向，以质量为核心，以技术进步和科技创新为手段，规范企业管理，完善企业制度，以“团结拼搏创新高效”的企业精神，打造“国际化的、领先的、专业的钨钼及粉末冶金制品企业”。
公司从2007年开始氙灯钨阴极生产，客户群体分布国内、欧美和日本地区,是国内最大的氙灯钨电极供应商。
4．主要工作过程 4.1起草阶段
（1）2024年3月,在湖南省株洲市召开任务落实会,确定项目参与修订单位为常州玉宇电光器件有限公司、安泰天龙钨钼科技有限公司、赣州虹飞钨钼材料有限公司。成立修订组，确定了修订组各成员的工作任务与安排。
（2）2024年3月底,在接到标准制定任务后，初步确定了工作计划和进度安排,填写了“推荐性行业标准项目任务书”。收集、整理相关文献资料，形成了行业标准《氙灯钨阴极》修订的整体思路等工作。
（3）2024年4月～5月，编制小组进行了调研工作。通过技术查询、市场调研、同行及客户沟通等方式了解氙灯钨阴极产品的生产状况、技术指标及应用发展趋势，在进行了广泛沟通和深入谈论的基础上，确定了标准修订的原则。
（4）2024年6月～7月，由本标准的修订单位厦门虹鹭钨钼工业有限公司及参与修订单位根据收集的资料、调研结果进行了建议汇总处理，对草案稿进行修改，形成了行业标准《氙灯钨阴极》（讨论稿）并撰写了编制说明。
（5）2024年7月云南省大理市召开了标准工作会议，会上对行业标准《氙灯钨阴极》（讨论
稿）进行了讨论，来自中国有色金属工业标准计量质量研究所、厦门虹鹭钨钼工业有限公司、金堆城钼业有限公司、西北有色金属金属研究院、安泰天龙钨钼科技有限公司、赣州虹飞钨钼材料有限公司、宁波江丰电子材料股份有限公司、宝钛集团有限公司等17家单位的30余名专家代表对本标准文本积极提出宝贵意见。
（6）大理会议结束后，标准修订编制小组根据谈论结果，对讨论稿进一步的修改完善，形成了《氙灯钨阴极》（征求意见稿）
4.2征求意见阶段
（1）编制组通过发函、中国有色金属标准质量信息网上公开、会议等形式对行业标准《氙灯钨阴极》（征求意见稿）征询意见。
发函及反馈情况如下：发送《征求意见稿》单位共计9个，收到回函的单位数9个，其中有给予建议或意见的单位数5个
（2）2024年9月在重庆市召开了标准工作会议，会上对行业标准《氙灯钨阴极》（送审讨论稿）进行了讨论，来自中国有色金属工业标准计量质量研究所、厦门虹鹭钨钼工业有限公司、金堆城钼业有限公司、西北有色金属金属研究院、安泰天龙钨钼科技有限公司、宁波江丰电子材料股份有限公司、宝钛集团有限公司等15家单位的30余名专家代表对本标准文本积极提出宝贵意见。 （3）大理会议结束后，标准修订编制小组根据讨论结果，进一步的修改完善形成了送审稿。
二、标准编制原则 1.原则性：
本着与时俱进、切合实际、合理利用资源、促进科技进步、促进产业升级及结构调整、满足市场需要和供需双方公平受益、获取最大社会综合效益的基本原则。标准的格式严格按照GB/T 1.1--2009《标准化工作导则 第一部分：标准的结构与编写》的规定进行。
2.适应性：
当前国内氙灯钨阴极的生产单位主要有厦门虹鹭钨钼工业有限公司、安泰天龙钨钼科技有限公司等。钍钨氙灯钨阴极的配方已经成为行业的共识，不同的厂家产品主要区别于各个厂家的操作手法的差异、杂质含量的控制和产品显微组织的控制。修订小组在对生产厂商和适用领域的充分研究的基础上，本标准充分反映了当前国内氙灯钨阴极各生产企业的技术水平和应用水平，便于生产，宜于应用。
3.先进性：
本行业标准不仅规范了具体的技术要求，同时对试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存、质量证明书和合同（或订货单）等内容均进行了详细的规范，有利于引领行业健康有序发展。
三、标准主要内容 1.产品分类
氙灯钨阴极的用途及行业相当广泛，明确产品的分类有利于本标准查询，方便生产企业及上下游企业查询。
（1）按不同的工作功率，氙灯钨阴极分为2kW、2.2kW、2.5kW、3kW、3.5kW、4kW、5kW、6kW、6.5kW、8kW、10kW等规格。
（2）按产品用途的不同，氙灯钨阴极可以分为影院数码放映灯、曝光灯等。
2.化学成分
氙灯行业对于杂质元素的要求是非常严苛的，杂质元素的超标有可能导致氙灯的发黑、发白，光亮度不够，进而引起氙灯失效，因此需首先确保其满足化学成分的要求。钍钨电极含有二氧化钍（Th02或二氧化钍），2%的钍钨氙灯电极是一种比较不错的钨电极，具有极低的逸出功，即使在过载电压下工作也表现良好。钍钨电极的性能在很多方面都优于纯钨电极。使用钍钨电极，提高电子发射能力，起弧更容易，而且电弧比纯钨电极或锆钨电极更稳定。所以在氙灯行业基本使用2%的钍钨氙灯电极。结合国内外客户的技术要求，对氙灯钨阴极的化学成分（杂质含量及钍含量）进行规定。产品（氙灯钨阴极）的ThO2含量应满足1.8%～2.2%，杂质含量应满足表1规定。
表1 化学成分 （质量分数，%）
杂质含量 ，不大于 Al As C Ca Cd Co Cr 0.0015 0.002 0.003 0.003 0.0005 0.001 0.002 Cu Fe K Mg Mn Mo Na 0.001 0.002 0.003 0.0015 0.001 0.005 0.001 Ni P Pb Si Ti V — 0.002 0.002 0.0005 0.001 0.002 0.002 — 3.型号、规格及尺寸
氙灯钨阴极作为氙灯的主要零部件，尺寸和公差等指标，直接会影响后续氙灯的寿命及质量。氙灯钨阴极尺寸偏大，容易靠近氙灯灯管，造成氙灯灯管温度偏高，导致爆灯。氙灯钨阴极尺寸
偏小，钍含量不足，点灯起弧难，寿命偏短。为了保证氙灯的使用，结合各主要客户的具体要求以及功率匹配，对氙灯钨阴极的尺寸和允许偏差进行了规定。产品示意图应符合图1，不同用途产品的规格、尺寸及尺寸允许偏差应符合表2的规定。
尺寸：
L——产品长度； A——斜面角度； d1——孔直径； h——孔深度； D——产品直径； r——端面r角； d2——端面直径；
图1 产品示意图
表2 规格、尺寸及尺寸允许偏差
用途 规格 尺寸 L/mm ±0.25 14 18 18.5 22.5 14 18 20 40 48 40 D/mm ±0.2 8 8 10 12 6 10 12 13 15 20 A/° ±0.5 40 40 40 40 40 60 60 70 60 70 r/mm ±0.05 0.5 0.5 0.5 0.5 0.6 1 1.3 2 2 2 d2/mm ±0.05 0.5 0.5 0.5 0.5 0.6 1 1.3 2 2 2 d1/mm ±0.03 3 4 4 4 2.47 5.03 2.03 5.03 6.02 6.02 h/mm ±0.5 6 7 7 7 5 9.5 9.5 15 15 15 尺寸允许偏差 2kW 曝光灯 2.2kW 3kW、3.5kW、4kW 6kW、6.5kW 2kW 数码放映灯 2.5kW 5kW 6kW 8kW 10kW
行业标准《氙灯钨阴极》编制说明(送审稿)
