本發(fā)明涉及超高頻真空電子器件領(lǐng)域,具體涉及一種65mw大功率速調(diào)管。
背景技術(shù):
目前,國(guó)內(nèi)雖然已在實(shí)驗(yàn)室試制出輸出功率大于50mw的大功率速調(diào)管,但是由于速調(diào)管內(nèi)真空度差,加高壓工作時(shí)打火頻繁,工作不穩(wěn)定等原因無(wú)法實(shí)用到科學(xué)裝置上去,能夠?qū)嶋H應(yīng)用到科學(xué)裝置中的國(guó)產(chǎn)大功率速調(diào)管的最大功率只能達(dá)到30mw。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,30mw速調(diào)管已不能滿(mǎn)足使用要求,而在高能加速器、國(guó)防建設(shè)等領(lǐng)域迫切需要輸出功率更大的大功率速調(diào)管。因此,需要設(shè)計(jì)研制輸出功率更大的大功率速調(diào)管,并且必須工作穩(wěn)定可靠,能滿(mǎn)足科學(xué)裝置的使用要求。
如中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)(公布號(hào)103681177、公布日2014.3.26)公開(kāi)了一種s波段12.1%帶寬速調(diào)管,其中電子槍組件包括電子槍底盤(pán)組件;電子槍過(guò)渡段;電子槍絕緣陶瓷,其下端與電子槍底盤(pán)組件連接,上端與電子槍過(guò)渡段連接;電場(chǎng)保護(hù)環(huán),設(shè)置于電子槍絕緣陶瓷的上端的下方;以及電子槍?zhuān)c電子槍底盤(pán)組件連接,包括熱子組件、陰極和聚束極。該熱子組件、和陰極就是單獨(dú)制造,然后通過(guò)電阻焊組裝,蔽效果差,牢固性也差。
如中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利(授權(quán)公告號(hào)203339103、授權(quán)公告日2013.12.11)公開(kāi)了一種微波功率輸出窗與速調(diào)管連接結(jié)構(gòu),,微波功率輸出窗包括密封套筒、連接環(huán)、固定在連接環(huán)底部的連接套筒、固定在密封套筒內(nèi)側(cè)的輸出瓷片、固定在密封套筒外圈的鉬帶,密封套筒頂部與連接環(huán)固定,密封套筒底部與連接套筒固定,輸出瓷片將密封套筒隔成相互獨(dú)立的上下兩部分,還包括上密封墊圈、下密封墊圈、法蘭緊固件、設(shè)在速調(diào)管輸出端的上波導(dǎo)法蘭和下波導(dǎo)法蘭,微波功率輸出窗設(shè)在上波導(dǎo)法蘭和下波導(dǎo)法蘭之間,連接環(huán)與上波導(dǎo)法蘭通過(guò)上密封墊圈連接,連接套筒與下波導(dǎo)法蘭通過(guò)下密封墊圈連接,上波導(dǎo)法蘭和下波導(dǎo)法蘭通過(guò)法蘭緊固件固定。本實(shí)用新型雖然能方便輸出窗與速調(diào)管的拆卸和輸出窗的高功率試驗(yàn),但高溫焊接時(shí),金屬零件與陶瓷窗片之間仍會(huì)產(chǎn)生隙縫,所以導(dǎo)致大功率速調(diào)管微波輸出窗的焊接成品率低,從而使得微波輸出陶瓷窗的性能也較差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述技術(shù)的不足,提供一種管內(nèi)超高真空、管內(nèi)耐高壓性能好且工作穩(wěn)定可靠的65mw大功率速調(diào)管,來(lái)保證速調(diào)管的輸出功率達(dá)到65mw。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明所設(shè)計(jì)的65mw大功率速調(diào)管,包括電子槍組件、群聚段組件、輸出段組件及收集極;所述電子槍組件包括絕緣陶瓷組件、內(nèi)置在所述絕緣陶瓷組件中的電子槍芯;所述群聚段組件包括輸入腔及二腔組件、長(zhǎng)漂移管高頻增益段;所述輸出段組件包括雙窗輸出段組合波導(dǎo)及設(shè)置在所述雙窗輸出段組合波導(dǎo)上的微波輸出窗;所述電子槍芯包括聚束極支架、陰極支架、安裝在所述聚束極支架上的聚束極和安裝在所述陰極支架上的陰極組件;
所述陰極組件包括陰極熱子組合件、熱子引線(xiàn)桿及用于連接所述陰極熱子組合件和所述熱子引線(xiàn)桿的連接套;其中,所述陰極熱子組合件包括陰極、一端釬焊在所述陰極底面內(nèi)卡槽的內(nèi)熱屏套、通過(guò)固態(tài)氧化鋁瓷固定在所述陰極底面內(nèi)熱屏套內(nèi)的熱子、通過(guò)連接桿固定在所述固態(tài)氧化鋁瓷上的上底熱屏、一端釬焊在所述陰極底面外卡槽的外熱屏套及釬焊在所述外熱屏套另一端的連接底盤(pán),其中,所述熱子的上自由端依次穿過(guò)所述上底熱屏的上通孔和所述連接底盤(pán)的中間通孔,所述熱子的下自由端穿過(guò)所述上底熱屏的下通孔并釬焊在所述連接底盤(pán)上;
所述連接套一端的連接盤(pán)通過(guò)螺釘固定在所述陰極熱子組合件的連接底盤(pán)上,所述熱子引線(xiàn)桿的一端從所述連接套的另一端插入直至所述熱子引線(xiàn)桿的引線(xiàn)部伸入所述連接套的空腔內(nèi),且所述陰極熱子組合件的上自由端伸入所述空腔內(nèi)直至貼合在所述引線(xiàn)部前端連接板的表面上;位于所述上自由端的上方布置有帶固定孔的壓緊塊,固定螺栓依次穿過(guò)所述連接板的螺栓孔和所述壓緊塊的固定孔將所述上自由端壓緊在所述連接板和所述壓緊塊之間。
進(jìn)一步地,位于所述引線(xiàn)部的垂直方向插入有第一瓷管,位于所述引線(xiàn)部的水平方向插入有第二瓷管,且所述第一瓷管與所述第二瓷管之間不相通留有間隙,第一鎳線(xiàn)穿過(guò)所述第一瓷管后兩個(gè)自由端分別打彎焊接在所述連接套的外周緣上,第二鎳線(xiàn)穿過(guò)所述第二瓷管后兩個(gè)自由端分別打彎焊接在所述連接套的外周緣上。
進(jìn)一步地,所述陰極熱子組合件的焊接方法包括如下步驟:
1)單獨(dú)制備陰極和熱子預(yù)制件:
所述陰極的外邊沿設(shè)有一圈內(nèi)卡槽和一圈外卡槽;
所述熱子預(yù)制件為由一根熱子坯料雙向繞制成螺旋狀熱子預(yù)制件,且所述熱子預(yù)制件的兩個(gè)自由端上下并排布置形成上自由端和下自由端;
2)焊接陰極組件:
將內(nèi)熱屏套一端從所述陰極的底面插入至所述陰極內(nèi)卡槽中并釬焊在所述陰極上,形成一端開(kāi)口的陰極組件;
3)熱子與陰極組件焊接:
將氧化鋁膏從步驟2)中的開(kāi)口端裝入陰極組件中,然后將熱子預(yù)制件的螺旋狀部分埋入氧化鋁膏內(nèi)且位于氧化鋁膏的下部,并將連接桿的一端埋入氧化鋁膏內(nèi)且位于氧化鋁膏的上部;
4)安裝上底熱屏并打彎自由端形成熱子:
將步驟3)中熱子預(yù)制件的上自由端和下自由端分別穿過(guò)上底熱屏底部的上通孔和下通孔,然后將所述連接桿的另一端插入所述上底熱屏的上部焊槽中并填充焊料,最后將所述熱子預(yù)制件的下自由端垂直向下彎折,上自由端先垂直向上彎折后再水平向外彎折形成熱子;
5)焊接外熱屏套和連接底盤(pán):
完成步驟4)后,將外熱屏套的一端從所述陰極的底面插入至所述陰極外卡槽中并填充焊料,連接底盤(pán)的中間通孔穿過(guò)所述上自由端直至所述外熱屏套的另一端抵在所述連接底盤(pán)邊沿的凸臺(tái)上并填充焊料,最后在下自由端與所述連接底盤(pán)的連接處填充焊料形成陰極熱子預(yù)制件;
6)焊接形成陰極熱子組合件:
完成步驟5)后,將陰極熱子預(yù)制件放入高溫氫爐中釬焊成陰極熱子組合件,所高溫氫爐中釬焊的溫度為1350~1420℃,同時(shí),將氧化鋁膏燒結(jié)成固態(tài)氧化鋁瓷。
進(jìn)一步地,所述熱子預(yù)制件的上自由端與下自由端均為直線(xiàn)段且平行布置,所述上自由端與所述下自由端之間的中心距離與所述上底熱屏上通孔和下通孔之間的中心距離相等。
進(jìn)一步地,所述微波輸出窗的加工方法包括如下步驟:
1)單獨(dú)加工金屬封接套筒、陶瓷窗片、焊接定位模、石墨模、上輸出窗加固套及下輸出窗加固套,其中,金屬封接套筒與陶瓷窗片之間設(shè)計(jì)成過(guò)盈配合,且金屬封接套筒的配合尺寸比陶瓷窗片的配合尺寸小0.06~0.09mm;
2)將金屬封接套筒和焊接定位模一起置于高溫爐加溫至300~500℃后保溫15~30分鐘,然后將金屬封接套筒和焊接定位模從高溫爐中取出;
3)完成步驟2)后,采用過(guò)盈配合將陶瓷窗片插入至金屬封接套筒內(nèi),用焊接定位模將陶瓷窗片定位固定在金屬封接套筒內(nèi),所述陶瓷窗片內(nèi)置在所述金屬封接套筒的中間位置,且所述焊接定位模的凸起支撐著所述陶瓷窗片的底部,所述金屬封接套筒的底部抵在所述焊接定位模的凸臺(tái)上,并在陶瓷窗片與金屬封接套筒連接處填充第一焊料形成焊件;
4)完成步驟3)后,將焊件置于石墨模中,所述金屬封接套筒的側(cè)壁抵在所述石墨模的內(nèi)壁上,同時(shí),所述石墨模的底端抵在所述焊接定位模的凸臺(tái)上,然后放入高溫爐中進(jìn)行高溫封接,高溫封接后拆卸石墨模和焊接定位模,得到微波輸出窗的封接件;
5)在封接件外周緣且靠近陶瓷窗片位置處用鉬帶捆綁封接件、并用若干根鉬絲捆綁扎緊鉬帶;然后再在封接件外周緣的上下兩端分別捆綁焊料絲;
6)完成步驟5)后,將上輸出窗加固套套置在封接件的上端,將下輸出窗加固套套置在封接件的下端,并在上輸出窗加固套與下輸出窗加固套焊縫處填充第二焊料形成微波輸出窗預(yù)制件;
7)完成步驟6)后,將微波輸出窗預(yù)制件置于高溫爐中進(jìn)行高溫焊接形成所需的微波輸出窗。
進(jìn)一步地,所述上自由端與所述壓緊塊之間襯有帶通孔的墊板,所述連接板與所述螺栓的螺帽之間襯有帶定位孔的壓緊板。
進(jìn)一步地,所述第一鎳線(xiàn)和所述第二鎳線(xiàn)的直徑均為0.8~1.0mm。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明的大功率速調(diào)管,大大地提高速調(diào)管的管耐壓,避免管內(nèi)打火,提高速調(diào)管的穩(wěn)定性,確保速調(diào)管在350kv的高工作電壓下能穩(wěn)定工作,從而使輸出功率達(dá)到65mw。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明65mw大功率速調(diào)管的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為圖1的剖視示意圖;
圖3為圖1中輸出段結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為圖1中電子槍芯結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為圖1中陰極結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6為圖1陰極與內(nèi)熱屏套連接示意圖;
圖7為圖1中熱子預(yù)制件與陰極組件連接示意圖;
圖8為圖1中陰極熱子組合件示意圖;
圖9為圖1中陰極熱子組合件與熱子引出桿連接結(jié)構(gòu)的示意圖;
圖10為本實(shí)施例中焊接定位模結(jié)構(gòu)示意圖;
圖11為本實(shí)施例中石墨模示意圖;
圖12為本實(shí)施例中裝配結(jié)構(gòu)示意圖;
圖13為本實(shí)施例中制備的封接件示意圖;
圖14為本實(shí)施例中封接件捆綁鉬帶鉬絲結(jié)構(gòu)示意圖;
圖15為本實(shí)施例制備的微波輸出窗結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中各部件標(biāo)號(hào)如下:
陰極熱子組合件310、陰極110(其中:內(nèi)卡槽111、外卡槽112);內(nèi)熱屏套120;氧化鋁膏130;熱子預(yù)制件140(其中:螺旋狀部分141、上自由端142、下自由端143);上底熱屏150(其中:下通孔151、上通孔152、連接桿153);連接底盤(pán)160(其中:中間通孔161、凸臺(tái)162);熱子170;支撐桿180;外熱屏套190;
微波輸出窗200;封接件210(其中:陶瓷窗片211、金屬封接套筒212、鉬帶213、鉬絲214)、石墨模220(其中:內(nèi)壁221、底端222)、第一焊料230、焊接定位模240(其中:凸起241、凸臺(tái)242)、焊縫250、上輸出窗加固套260、下輸出窗加固套270;
熱子引線(xiàn)桿320(其中:引線(xiàn)部321、連接板322、第一螺孔323);連接套330(其中:連接盤(pán)331、螺釘332、空腔333);壓緊塊340、墊板350、壓緊板360、固定螺栓370;第一瓷管380(其中:第一鎳線(xiàn)381);第二瓷管390(其中:第二鎳線(xiàn)391);
電子槍組件400、絕緣陶瓷組件410、電子槍芯420、聚束極支架430、陰極支架440、聚束極450、陰極組件460;
群聚段組件500、輸入腔及二腔組件510、長(zhǎng)漂移管高頻增益段520、收集極530;
輸出段組件600、雙窗輸出段組合波導(dǎo)610。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
如圖1、圖2所示65mw大功率速調(diào)管,包括電子槍組件400、群聚段組件500、輸出段組件600及收集極530;電子槍組件400包括絕緣陶瓷組件410、內(nèi)置在絕緣陶瓷組件410中的電子槍芯420;群聚段組件500包括輸入腔及二腔組件510、長(zhǎng)漂移管高頻增益段520;結(jié)合圖3所示,輸出段組件600包括雙窗輸出段組合波導(dǎo)610及設(shè)置在雙窗輸出段組合波導(dǎo)610上的微波輸出窗200;如圖4所示,電子槍芯420包括聚束極支架430、陰極支架440、安裝在聚束極支架430上的聚束極450和安裝在陰極支架440上的陰極組件460,聚束極450、聚束極支架430與陰極支架440的連接安裝的具體結(jié)構(gòu)已在中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利(申請(qǐng)?zhí)?01620238116.3、申請(qǐng)日2016.03.25)公開(kāi),在此不再贅述。
如圖9所示,陰極組件460包括陰極熱子組合件310、熱子引線(xiàn)桿320及用于連接陰極熱子組合件310和熱子引線(xiàn)桿320的連接套330;結(jié)合圖8所示,陰極熱子組合件310包括陰極110、內(nèi)熱屏套120、固態(tài)氧化鋁瓷、熱子170、上底熱屏150、外熱屏套190及連接底盤(pán)160,內(nèi)熱屏套120的一端釬焊在陰極110底面內(nèi)卡槽111處,熱子170的螺旋狀部分141通過(guò)固態(tài)氧化鋁瓷固定在陰極110底面的內(nèi)熱屏套120內(nèi),連接桿153的一端固定在固態(tài)氧化鋁瓷的上部,連接桿153的另一端釬焊在上底熱屏150上部,外熱屏套190的一端釬焊在陰極110的外卡槽112處,外熱屏套190的另一端釬焊在連接底盤(pán)160邊沿的凸臺(tái)162上,且上底熱屏150與連接底盤(pán)160之間釬焊有若干根支撐桿180,熱子170的上自由端142依次穿過(guò)上底熱屏150的上通孔152和連接底盤(pán)160的中間通孔161,而熱子170的下自由端143穿過(guò)上底熱屏150的下通孔151并釬焊在連接底盤(pán)160上。
再次如圖9所示,連接套330一端的連接盤(pán)331通過(guò)螺釘332固定在陰極熱子組合件310的連接底盤(pán)311上,而熱子引線(xiàn)桿320的一端從連接套330的另一端插入直至熱子引線(xiàn)桿320的引線(xiàn)部321伸入連接套330的空腔333內(nèi),同時(shí),陰極熱子組合件310的上自由端312伸入空腔333內(nèi)直至貼合在引線(xiàn)部321前端連接板322的表面上。位于上自由端312的上方布置有壓緊塊340,上自由端312與壓緊塊340之間襯有墊板350,而連接板322表面位于上自由端312的對(duì)面布置有壓緊板360(即上自由端312和壓緊板360分布在連接板322的兩面),壓緊塊340上開(kāi)設(shè)有固定孔、墊板350上開(kāi)設(shè)有通孔,壓緊板360開(kāi)設(shè)有定位孔,同時(shí),壓緊塊340的固定孔、墊板350的通孔、連接板322的螺栓孔及壓緊板360的定位孔同軸布置,固定螺栓370依次穿過(guò)定位孔、螺栓孔、通孔及固定孔將壓緊板360、連接板322、墊板350及壓緊塊340固定在一起,從而將上自由端312壓緊在連接板322和墊板350之間,壓緊板360位于連接板322和固定螺栓370的螺母之間。本實(shí)施例中,固定螺栓370的個(gè)數(shù)為兩個(gè),兩個(gè)固定螺栓370對(duì)稱(chēng)布置在上自由端312的兩側(cè)。熱子引線(xiàn)桿320采用無(wú)氧銅材料制作,壓緊板360和壓緊塊340將連接板322和墊板350壓緊時(shí),從而將位于連接板322和墊板350之間的上自由端312夾緊,當(dāng)連接板322和墊板350將上自由端312夾緊時(shí),熱子引線(xiàn)桿320的連接板322與墊板350在靠近上自由端312處發(fā)生形變,使熱子引線(xiàn)桿320的連接板322與上自由端312之間接觸緊密、牢靠;而通過(guò)固定螺栓360固定連接板322與上自由端312,連接牢靠,操作方便,且便于拆卸,有利于大功率速調(diào)管的返修。
另外,引線(xiàn)部321的垂直方向插入有第一瓷管380,位于引線(xiàn)部321的水平方向插入有第二瓷管390,且第一瓷管380與第二瓷管390之間不相通留有間隙,第一鎳線(xiàn)381穿過(guò)第一瓷管380后兩個(gè)自由端分別打彎焊接在連接套330的外周緣上,第二鎳線(xiàn)391穿過(guò)第二瓷管390后兩個(gè)自由端分別打彎焊接在連接套330的外周緣上;本實(shí)施例中,第一鎳線(xiàn)381和第二鎳線(xiàn)391的直徑均為0.8~1.0mm,這樣粗細(xì)的鎳線(xiàn)既能起到固定的作用,又有一定的柔性,因此,在熱子加熱或冷卻時(shí)具有一定的緩沖作用,另外,在做振動(dòng)試驗(yàn)和運(yùn)輸過(guò)程中也有一定的緩沖作用,從而極大的提高產(chǎn)品的可靠性。
結(jié)合圖5、圖6及圖7所示,陰極熱子組合件的焊接方法包括如下步驟:
1)單獨(dú)制備陰極和熱子預(yù)制件:
陰極110的外邊沿設(shè)有一圈內(nèi)卡槽111和一圈外卡槽112,如圖5所示;
熱子預(yù)制件140為由一根熱子坯料雙向繞制成螺旋狀熱子預(yù)制件,熱子預(yù)制件140的兩個(gè)自由端上下并排布置形成上自由端142和下自由端143,而上自由端142與下自由端143均為直線(xiàn)段且平行布置,如圖3所示,上自由端142與下自由端143之間的中心距離與上底熱屏150上通孔152和下通孔151之間的中心距離相等;
2)焊接陰極組件:
將中空的內(nèi)熱屏套120一端從陰極110的底面插入至陰極內(nèi)卡槽111中并釬焊在陰極110上,形成一端開(kāi)口的陰極組件,如圖6所示;
3)熱子與陰極組件焊接:
將氧化鋁膏130從步驟2)中的開(kāi)口端裝入陰極組件中,然后將熱子預(yù)制件140的螺旋狀部分141埋入氧化鋁膏130內(nèi)且位于氧化鋁膏130的下部,熱子預(yù)制件140的其余部分裸露在氧化鋁膏130外,同時(shí)將連接桿153的一端埋入氧化鋁膏130內(nèi)且位于氧化鋁膏130的上部,從而將連接桿153的一端和熱子預(yù)制件140的螺旋狀部分141埋在內(nèi)熱屏套120內(nèi),如圖7所示,另外,本實(shí)施例中氧化鋁膏130由棉膠和氧化鋁粉調(diào)至而成;
4)安裝上底熱屏并打彎自由端形成熱子:
將步驟3)中熱子預(yù)制件140的上自由端142和下自由端143分別穿過(guò)上底熱屏150底部的上通孔152和下通孔151(即上自由端142穿過(guò)上通孔152,下自由端143穿過(guò)下通孔151),然后將連接桿153的另一端插入上底熱屏150的上部焊槽中并填充焊料,最后將熱子預(yù)制件140的下自由端143垂直向下彎折,上自由端142先垂直向上彎折后再水平向外彎折形成熱子170,如圖8所示;
5)焊接外熱屏套和連接底盤(pán):
完成步驟4)后,將外熱屏套190的一端從陰極110的底面插入至陰極外卡槽112中并填充焊料,連接底盤(pán)160的中間通孔161穿過(guò)上自由端142直至外熱屏套190的另一端抵在連接底盤(pán)160邊沿的凸臺(tái)162上并填充焊料,同時(shí),在下自由端143與連接底盤(pán)160的連接處填充焊料,最后在上底熱屏150與連接底盤(pán)160之間支撐若干根支撐桿180并填充焊料,形成陰極熱子預(yù)制件;
6)焊接形成陰極熱子組合件:
完成步驟5)后,將陰極熱子預(yù)制件放入高溫氫爐中,溫度上升至1350~1420℃將各填充焊料釬焊,在釬焊的過(guò)程中,將氧化鋁膏130燒結(jié)成固態(tài)氧化鋁瓷,從而使熱子170的螺旋狀部分141和連接桿153的一端均牢牢固定在固態(tài)氧化鋁瓷中,使得熱子170和連接桿153均與陰極110連接固定,同時(shí),熱子170的下自由端143焊牢在連接底盤(pán)160上從而形成陰極熱子組合件,形成的陰極熱子組合件中,熱子與陰極、上底熱屏、內(nèi)熱屏套和外熱屏套之間均絕緣良好。
本發(fā)明的大功率速調(diào)管電子槍用陰極熱子組合件的焊接方法,先將一個(gè)內(nèi)熱屏套高溫焊料釬焊到陰極上,然后用膏狀的氧化鋁將繞制好的熱子固定到陰極底面的內(nèi)熱屏套中,再裝配其它上底熱屏、外熱屏套和連接底盤(pán),最后用高溫焊料在高溫氫爐中釬焊成陰極熱子組合件,在高溫焊接的同時(shí),將膏狀的氧化鋁燒結(jié)成固態(tài)氧化鋁瓷,使熱子固定牢固。使制得的陰極熱子組合件結(jié)構(gòu)緊湊牢固,抗振動(dòng)、抗沖擊,且熱屏蔽效果好,降低陰極加熱功率,同時(shí),熱子170與陰極110、上底熱屏150、內(nèi)熱屏套120和外熱屏套190之間均絕緣良好。
結(jié)合圖10、圖11、圖12、圖13、圖14及圖15所示,微波輸出窗200的加工方法,包括如下步驟:
1)單獨(dú)加工金屬封接套筒212、陶瓷窗片211、焊接定位模240、石墨模220、上輸出窗加固套260及下輸出窗加固套270,其中,金屬封接套212的材質(zhì)為鐵白銅或可伐合金等金屬,加工陶瓷窗片211時(shí)外圓金屬化且鍍鎳,同時(shí),金屬封接套筒212與陶瓷窗片211之間設(shè)計(jì)成過(guò)盈配合,且金屬封接套筒212的配合尺寸比陶瓷窗片211的配合尺寸小0.06~0.09mm;
2)將加工好的金屬封接套筒212和焊接定位模240一起置于高溫爐加溫至300~500℃并保溫15~30分鐘,然后將金屬封接套筒212和焊接定位模240從高溫爐中取出;
3)完成步驟2)后,采用過(guò)盈配合將陶瓷窗片211內(nèi)置在金屬封接套筒212的中間位置處,用焊接定位模240將陶瓷窗片211定位固定在金屬封接套筒212內(nèi),即焊接定位模240的凸起241支撐著陶瓷窗片211的底部,金屬封接套筒212的底部抵在焊接定位模240的凸臺(tái)242上,并在陶瓷窗片211與金屬封接套筒212連接處填充第一焊料230形成焊件;
4)將焊件置于石墨模220中,金屬封接套筒212的側(cè)壁抵在石墨模220的內(nèi)壁221上,同時(shí),石墨模220的底端222抵在焊接定位模240的凸臺(tái)242上,然后放入高溫爐中進(jìn)行高溫封接,高溫爐進(jìn)行高溫焊接的溫度為填充第一焊料230的熔點(diǎn),例如:第一焊料230為無(wú)氧銅焊料時(shí),焊接的溫度為1083℃;高溫封接后,拆卸石墨模220和焊接定位模240,得到所需的微波輸出窗的封接件210;
5)在封接件210外周緣且靠近陶瓷窗片211位置處用鉬帶213捆綁封接件210、并用若干根鉬絲214捆綁扎緊鉬帶213;然后再在封接件210外周緣的上下兩端分別捆綁焊料絲;其中,焊料絲為熔點(diǎn)990~1100℃的金銅焊料絲或熔點(diǎn)950℃的金鎳焊料絲;
6)完成步驟5)后,將上輸出窗加固套260套置在封接件210的上端,將下輸出窗加固套270套置在封接件210的下端,并在上輸出窗加固套260與下輸出窗加固套270焊縫250處填充第二焊料形成微波輸出窗預(yù)制件;其中,焊縫處的第二焊料為熔點(diǎn)990~1100℃的金銅焊料熔點(diǎn)950℃的金鎳焊料;
7)完成步驟6)后,將微波輸出窗預(yù)制件置于高溫爐中進(jìn)行高溫焊接,高溫焊接的溫度不能低于焊料絲和焊料中最高熔點(diǎn)的溫度,若焊料絲為熔點(diǎn)990~1100℃金銅焊料絲,第二焊料為950℃的金鎳焊料,則高溫焊接的溫度不能低于金銅焊料絲的熔點(diǎn),出爐冷卻形成所需的微波輸出窗。
本發(fā)明加工方法的原理為:首先,單獨(dú)加工好的金屬封接套筒220與陶瓷窗片210之間設(shè)計(jì)成過(guò)盈配合,且金屬封接套筒220的配合尺寸比陶瓷窗片210的配合尺寸小0.06~0.09mm,因此,金屬封接套筒220與陶瓷窗片210在裝配之前,先將金屬封接套筒220加溫至300~500℃,使金屬封接套筒220的配合尺寸增大0.07~0.1mm,然后取出金屬封接套筒220迅速將陶瓷窗片210裝配到金屬封接套筒220內(nèi),使金屬封接套筒220與陶瓷窗片210配合非常緊密形成焊件;
其次,高溫焊接之前,將裝配好的焊件置于石墨模220中。由于石墨的熱膨脹系數(shù)很小,與陶瓷材料(即陶瓷窗片211)的熱膨脹系數(shù)很接近,輸出窗的窗框(即金屬封接套筒212)與陶瓷窗片211之間在高溫封接時(shí),一般采用的第一焊料230熔點(diǎn)為1083℃的無(wú)氧銅焊料,在這個(gè)高溫下,采用石墨材料做成的高溫封接模(即石墨模220),熱膨脹的尺寸只有0.01mm左右,因此能阻止金屬封接套筒212制造的輸出窗的窗框向外膨脹,使焊料完全填滿(mǎn)焊縫;
最后,在封接好的封接件210外周緣靠近陶瓷窗片處用鉬帶213捆綁鉬絲214扎緊固定,再在封接件210的上下端綁上熔點(diǎn)為990~1100℃的金銅焊料絲,或熔點(diǎn)為950℃的金鎳焊料絲等,(在此溫度范圍下,鉬材料的熱膨脹系數(shù)很小,能阻止高溫焊接時(shí)鐵白銅、可伐合金等金屬封接套筒往外膨脹),然后裝上上輸出窗加固套260和下輸出窗加固套270,并在上輸出窗加固套260與下輸出窗加固套270焊縫250處填充熔點(diǎn)為990~1100℃的金銅焊料絲、或?yàn)槿埸c(diǎn)950℃的金鎳焊料絲進(jìn)行高溫焊接第二焊料。
采用本發(fā)明加工方法制造的微波輸出窗200,如圖15所示,包括封接件210、套置在封接件210上端的上輸出窗加固套260及套置在封接件210下端的下輸出窗加固套270;其中,封接件210包括金屬封接套筒212及內(nèi)置在金屬封接套筒212中的陶瓷窗片211,封接件210外周緣且靠近陶瓷窗片211位置處捆綁有鉬帶213,鉬帶213的外周緣捆綁扎緊有若干根鉬絲214。該微波輸出窗提高了微波輸出窗成品率,進(jìn)而提高了微波輸出窗的性能,從而保證了微波輸出窗的可靠性。
該微波輸出窗安裝到雙窗輸出段組合波導(dǎo)的具體安裝結(jié)構(gòu)已在中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利(申請(qǐng)?zhí)?01320250137.3、申請(qǐng)日2013.05.10)公開(kāi),在此不再贅述。
因此,本發(fā)明的大功率速調(diào)管,大大地提高速調(diào)管的管耐壓,避免管內(nèi)打火,提高速調(diào)管的穩(wěn)定性,確保速調(diào)管在350kv的高工作電壓下能穩(wěn)定工作,從而使輸出功率達(dá)到65mw。