一種用于超大功率微波管的多注陰極及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多注陰極及其制備方法，特別適用于超大功率微波管和大尺寸多注陰極這一技術領域。
【背景技術】
[0002]與傳統(tǒng)的單注微波管相比，多注微波管最主要的優(yōu)點就在于體積小、重量輕，且可以達到的更低工作電壓，在相同功率電平下，多注微波管比單注微波管的工作電壓降低1.5-2倍，或者是在電壓給定的情況下，多注微波管可以在一定程度上增加輸出功率。除此之夕卜，多注微波管的電子有效作用系數(shù)大，這是因為在多注微波管中電壓減小、總電流增大，因此皮爾斯放大C這個參數(shù)要比單注微波管中的大，同時空間電荷QC這個參數(shù)小，所有的這一切都有助于電子有效作用系數(shù)的增加。
[0003]然而，傳統(tǒng)的多注浸漬鋇鎢陰極，采用直接壓制的方法獲取陰極體，只適用于小功率管子和小尺寸的陰極，隨著大功率微波管日益提高要求，陰極支取總電流的提高和陰極尺寸的相應增大，原有傳統(tǒng)的多注陰極壓制方法滿足不了使用需求。

【發(fā)明內容】

[0004]為了克服傳統(tǒng)多注陰極及其制備方法只適用于小功率管子和小尺寸的陰極，滿足不了大功率管子、大支取電流和大尺寸陰極的需求，本發(fā)明提供一種多注陰極及其制備方法，能滿足幾十千瓦的管子，可制備直徑達幾十毫米甚至更大的陰極，電子注可達幾十甚至上百個，可支取數(shù)十安培以上的陰極電流。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術手段來實現(xiàn)的:
一種用于超大功率微波管的多注陰極及其制備方法，其特征在于:包括以下步驟:
a)制備鎢餅；
b)燒結鎢餅；
c)陰極鹽浸漬；
d)媽餅浸潰后的機械加工；
e)將步驟d)得到的鎢餅與特制的陰極筒裝配及焊料填充；
f)在氫氣氣氛中同時將步驟e)得到的鎢餅與陰極筒進行釬焊；
g)釬焊后的機械加工；
h)刻蝕清洗與覆膜。
[0006]進一步地:
所述的步驟a)包括:
al)取任意形狀的、顆粒度5~10 μm的鎢粉和錸粉在氫氣中凈化退火，800?950°C保溫 20 ?30min ；
a2)將步驟al)得到的鎢粉和錸粉按照10 %?50 %:90?50 %的比例混合均勻，優(yōu)選比例50%:50%，制備出鎢錸合金粉料； a3)根據(jù)實際應用尺寸，在壓模上用鎢錸合金粉料壓制成適當尺寸的圓柱形的鎢餅，孔隙度控制在30%~40%之間，優(yōu)選32 %?35 %。
[0007]所述的步驟b)包括:
bl)將步驟a3)得到的鎢餅在氫氣氣氛中進行高溫燒結，1800~2000°C保持30~90分鐘，控制燒結后鎢餅的孔隙度20%~26%之間，優(yōu)選22 %?24%。
[0008]所述的步驟c)包括:
Cl)將步驟bl)得到的鎢餅在氫氣氣氛中進行陰極鹽浸漬，1650~1850°C保持1~5分鐘。
[0009]所述的步驟d)包括:
dl)制備陰極筒，陰極筒的底厚設計為0.8~5mm,優(yōu)選l~2mm ;d2)對步驟Cl)得到的鎢餅進行機械加工，使其直徑與陰極筒的小孔直徑相配合，并保持鎢餅的高度比陰極筒底厚小0.l~lmm，優(yōu)選0.2-0.5mm ;
所述的步驟e)包括:
el)將步驟d2)得到的鎢餅按實際所需的電子注的數(shù)量，與陰極筒進行配合安裝和釬焊；為利于釬焊及后續(xù)加工，需準備一些尺寸比陰極筒直徑大的陶瓷片，將陰極筒放在陶瓷片上，開口端朝上，之后將鎢餅安裝進入陰極筒的一個個小孔中，此時鎢餅的上端面距離陰極筒底的上端面約0.2-0.5_，將粉末狀的鎢鈷焊料填充在這個位置。
[0010]所述的步驟f)包括:
fl)將步驟el)得到的鎢餅與陰極筒在氫氣氣氛中進行釬焊，1400~1600°c保持10~60秒。
[0011]所述的步驟g)包括:
gl)將Π)步驟得到的鎢餅與陰極筒根據(jù)設計尺寸進行機械加工。
[0012]所述的步驟h)包括:
hi)使用氮氣做為介質，對步驟gl)得到的鎢餅與陰極筒的陰極表面進行離子刻蝕清洗，使陰極發(fā)射表面露出新鮮的開孔，并在其表面上覆膜。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供了一種多注陰極及其制備方法，其陰極體的制作采用多個鎢餅與特制的陰極筒進行一次性釬焊，避免了傳統(tǒng)多注陰極因采用壓制的方法來制備陰極體，而對壓力機的超大壓力需求，并避免了大尺寸陰極用直接壓制的方法而導致的孔隙結構不均勻的缺陷，該方法能滿足超大功率的微波管使用需求，可制備直徑達幾十毫米甚至更大的陰極，電子注可達幾十甚至上百個；可支取數(shù)十安培以上的陰極電流。其制備方法重復性、一致性、穩(wěn)定性和可靠性高，為大功率微波器件的發(fā)展提供強有力的保障。
【附圖說明】
[0014]圖1是陰極筒與鎢餅裝配示意圖。
[0015]圖2是陰極筒的結構示意圖，其中，a為主視圖，b為俯視圖。
[0016]圖中1.陰極筒，2.鎢餅，3.焊料。
【具體實施方式】
[0017]下面將結合說明書附圖，對本發(fā)明作進一步的說明。
[0018]如附圖1、2所示，一種用于超大功率微波管的多注陰極及其制備方法，其特征在于:包括以下步驟:
a)制備鎢餅；
b)燒結鎢餅；
c)陰極鹽浸漬；
d)媽餅浸潰后的機械加工；
e)將步驟d)得到的鎢餅與特制的陰極筒裝配及焊料填充；
f)在氫氣氣氛中同時將步驟e)得到的鎢餅與陰極筒進行釬焊；
g)釬焊后的機械加工；
h)刻蝕清洗與覆膜。
[0019]進一步地:
所述的步驟a)包括:
al)取任意形狀的、顆粒度5~10 μm的鎢粉和錸粉在氫氣中凈化退火，800?950°C保溫 20 ?30min ；
a2)將步驟al)得到的鎢粉和錸粉按照10 %?50 %:90?50 %的比例混合均勻，優(yōu)選比例50%:50%，制備出鎢錸合金粉料；
a3)根據(jù)實際應用尺寸，在壓模上用鎢錸合金粉料壓制成適當尺寸的圓柱形的鎢餅，孔隙度控制在30%~40%之間，優(yōu)選32 %?35 %。<