一种高加热效率热阴极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高加热效率热阴极及其制备方法，包括以下步骤：(1)零件预处理；(2)基体处理；(3)钎焊组件制备；(4)热子组件制备；(5)高加热效率热阴极制备。本发明专利技术特定的压制工艺操作简单，步骤较少，但能显著降低热子加热功率，对热子组件整体性能起到良好的改善作用。例如可以通过提高氧化铝填充物的致密性和表面光滑度，从而降低阴极热子组件的加热功率，减小热子组件温度梯度以及提高阴极组件热子加热效率。子加热效率。子加热效率。

【技术实现步骤摘要】
一种高加热效率热阴极及其制备方法


[0001]本专利技术属于真空电子回旋器件
，具体涉及到一种高加热效率热阴极及其制备方法。

技术介绍

[0002]阴极是真空电子回旋器件的电子源，它提供大量的能量、方向具有一定空间分布的发射电子，被加速后用能量转换的方式将输入信号放大,因此阴极的性能好坏直接影响器件的工作性能。热阴极是一种应用极为广泛的实用阴极，主要由热子、发射带、填充物质和支持筒四部分组成，其中通过热子加热使阴极处于正常工作温度。影响热阴极加热效率的因素主要包括阴极结构、热丝结构、热丝与热丝筒的距离、填充物种类与数量以及填充物致密度等。热阴极中常用氧化铝作为填充物，其致密性对加热效率有较大影响，若氧化铝填充层疏松，则填充层的平均热导率较低，热丝与填充层的整体温度均较高，热丝的蒸散与填充的氧化铝表面所吸附气体的脱附过程加剧，从而增大出气量。同时，如果填充层疏松，从热丝到热丝筒的温度梯度增大，从而将进一步增大阴极的短路风险。现阶段回旋行波管的工作寿命普遍在1000小时至2000小时，在相同阴极温度下，降低热子组件的加热功率可增加行波管的开关次数，延长器件的工作寿命。
[0003]因此，提高氧化铝填充层的致密性和热子组件加热效率具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种高加热效率热阴极及其制备方法，可以解决阴极热子组件加热功率较高、热丝局部温度高和导热效率较低等问题。
[0005]为达上述目的，本专利技术提供了一种高加热效率热阴极的制备方法，包括以下步骤：
[0006](1)零件预处理
[0007]检验零件是否合格后，对合格的零件进行清洗，其中零件为阴极环和灯丝筒；
[0008](2)基体处理
[0009]将基体依次进行化学去铜和真空去铜；
[0010](3)钎焊组件制备
[0011]将阴极环与灯丝筒经过净化处理后，通过钼钌高温焊料钎焊在一起，形成环筒组件；再将环筒组件底部以及内壁涂覆氧化铝浆料，即可制得钎焊组件；
[0012](4)热子组件制备
[0013]将热丝依次经过热丝绕制、热丝电泳、热丝填充、压制和高温烧结后，制得热子组件；
[0014]其中热丝填充包括：将经过绝缘涂覆的内外层热丝置于钎焊组件内，滴入氧化铝浆料进行填充，使热丝螺旋部分无裸露；
[0015](5)高加热效率热阴极制备
[0016]将热子组件依次经过浸盐、打盐和抛光后，制得高加热效率热阴极。
[0017]进一步地，热丝绕制包括：将钨铼丝呈螺旋状绕制，制备成具有内层和外层的双层结构的G30内外层热丝。
[0018]进一步地，热丝电泳包括：将绕制后的热丝进行外部电泳，使热丝外部包括致密绝缘层。
[0019]进一步地，步骤(4)中压制过程具体包括：将热丝填充后的组件装入压制模具中，于50
‑
60kg的力压精密手动压力机的压杆中保持3
‑
6s，使下压量达到0.3
‑
0.5mm，即可。
[0020]进一步地，阴极环由钨铜棒制备。
[0021]进一步地，高温烧结的温度为1700
‑
1800℃，高温烧结的时间为18
‑
22min。
[0022]进一步地，高温烧结后，还需要进行修补过程，修补过程包括修补填充料裂纹以及修补绝缘填充层与热丝筒接触处的缝隙。
[0023]进一步地，步骤(5)具体包括以下过程：将热子组件于高温环境下浸入钪酸盐，浸渍完成后将热子组件表面附着的盐打掉后，对热子组件发射面进行抛光。
[0024]进一步地，高温环境的温度为1600
‑
1700℃。
[0025]本专利技术还公开了一种采用上述高加热效率热阴极的制备方法制备得到的高加热效率热阴极。
[0026]综上所述，本专利技术具有以下优点：
[0027]1、本专利技术在热阴极制备工艺中新增压制工艺，通过提高氧化铝填充物的致密性和表面光滑度，从而降低阴极热子组件的加热功率，减小热子组件温度梯度以及提高阴极组件热子加热效率。
[0028]2、本专利技术的热子组件氧化铝绝缘填充料在经过压制后更加致密，颗粒间的空隙减少，填充料热导率提高，导热效果得到改善。
[0029]3、本专利技术的制备方法减小了氧化铝粉末与钼筒之间缝隙，提高了氧化铝到阴极的热传导。
[0030]4、本专利技术的氧化铝填充料裂缝减少，为后续的填充烧结和补填烧结工艺节省重复填充氧化铝的操作步骤。
[0031]5、本专利技术制备的高加热效率热阴极中的热丝不发生变形，结构保持稳定，与氧化铝贴合更加紧密。
附图说明
[0032]图1为压制工艺流程图；
[0033]图2为本专利技术制备方法的流程图；
[0034]图3为将热子组件装入压模示意图；
[0035]图4为装入压杆示意图；
[0036]图5为用精密手动压力机压制示意图；
[0037]图6为非压制工艺和压制工艺加热功率对比示意图。
具体实施方式
[0038]以下结合实施例对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的
条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0039]实施例
[0040]如图2所示，本实施例提供了一种高加热效率热阴极的制备方法，包括以下步骤：
[0041]S1零件预处理：包括零件检验和清洗烧脏，检验零件是否合格以及清除零件表面污渍，防止阴极被污染，发射性能下降。
[0042]S2基体处理：包括化学去铜和真空去铜，需要彻底去除由钨铜棒制备的阴极环中的铜成分，才能作为钨海绵基体浸盐使用。
[0043]其中化学去铜具体包括：基体清洗、酸液配制、基体铜成分化学腐蚀、基体冲洗、基体残余酸处理、基体水煮、脱水烘干。
[0044]真空去铜具体包括：装样、开启高频除气台、高温处理、关闭高频除气台、取出样品。化学去铜以及真空去铜的具体工艺参数视具体产品需求而定，本专利技术不做任何限定。
[0045]S3钎焊组件制备：包括焊料填充、组合钎焊、热丝筒涂覆和涂覆烧结。
[0046]将阴极环和灯丝筒，经过净化处理，通过钼钌高温焊料钎焊在一起，形成环筒组件。环筒组件钎焊合格后，通过对环筒组件底部及内壁涂覆适量的氧化铝浆料，保证高温烧结完成后，氧化铝绝缘膜层与环筒组件结合均匀且致密，达到绝缘目的。
[0047]S4热子组件制备：包括热丝绕制、定型整形、热丝电泳、电泳烧结、热丝填充、压制、填充烧结和补填烧结。
[0048]热子组件是对热阴极加热的核心部件，其加工工艺的好坏直接影响加热效率。G30阴极热丝为钨铼丝，由内层和外层双层构成，呈螺旋状。这一工艺阶段目的是制备绝缘性能优良、形状一致的G30内外层热丝，将绕制成型的阴极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高加热效率热阴极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)零件预处理检验零件是否合格后，对合格的零件进行清洗，其中零件为阴极环和灯丝筒；(2)基体处理将基体依次进行化学去铜和真空去铜；(3)钎焊组件制备将阴极环与灯丝筒经过净化处理后，通过钼钌高温焊料钎焊在一起，形成环筒组件；再将环筒组件底部以及内壁涂覆氧化铝浆料，即可制得钎焊组件；(4)热子组件制备将热丝依次经过热丝绕制、热丝电泳、热丝填充、压制和高温烧结后，制得热子组件；其中热丝填充包括：将经过绝缘涂覆的内外层热丝置于钎焊组件内，滴入氧化铝浆料进行填充，使热丝螺旋部分无裸露；(5)高加热效率热阴极制备将热子组件依次经过浸盐、打盐和抛光后，制得高加热效率热阴极。2.如权利要求1所述的高加热效率热阴极的制备方法，其特征在于，所述热丝绕制包括：将钨铼丝呈螺旋状绕制，制备成具有内层和外层的双层结构的G30内外层热丝。3.如权利要求1所述的高加热效率热阴极的制备方法，其特征在于，所述热丝电泳包括：将绕制后的热丝进行外部电泳，使热丝外部包括致密绝缘层。4.如权利要求1所述的高加热效率热阴极的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中压制过程具体包括：将热丝填充后的组件装入压制模具中，于50
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【专利技术属性】
技术研发人员：霍亮，杨杰，何仕丽，何凡，彭攀，杨才炜，徐康，
申请(专利权)人：四川杰诺创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：