专利名称：一种用于空间行波管的热子组件及其制备方法
技术领域：
本发明涉及微波真空电子器件领域，具体涉及一种用于空间行波管的热子组件及其制备方法。
背景技术：
空间行波管是各类应用卫星中的核心部件，具有不可维修性，有的卫星需要具有十多年甚至更长的寿命，因此空间行波管必须是高可靠长寿命的；其次，空间行波管必须具有高效率，因为卫星在天上运转，其能量是有限的，而星上能量的80% 90%要用于行波管，所以行波管必须具有尽可能高的效率，以节省星上能量；再次，空间行波管要有很强的抗冲击、耐振动性能，以便能够忍受卫星发射的恶劣环境。阴极是行波管的“心脏”，空间行波管的长寿命、高效率、高可靠性，必须要有长寿命、低功耗、高可靠性的阴极为基础。作为阴极的热源，热子组件的性能直接关系到阴极长寿命、低功耗、高可靠性的指标，据统计， 阴极的失效有三分之一是由热子组件的损坏引起的，现有的热子组件功耗大、可靠性低，满足不了空间行波管发展的需要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种热效率高、可靠性强，能满足空间行波管发展需要的用于空间行波管的热子组件及其制备方法。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为所述用于空间行波管的热子组件，由热子及阴极钥筒构成，所述热子一端为螺旋线结构，为螺旋线结构的热子一端表面设有电真空氧化铝层；为螺旋线结构的热子一端设于阴极钥筒内，且在热子与阴极钥筒之间填充有电真空氧化铝。所述热子由钨铼合金丝制成，为螺旋线的热子一端为圆柱螺旋结构。电真空氧化铝层烧结在为螺旋线结构的热子一端表面。所述热子、阴极钥筒以及热子与阴极钥筒之间填充的电真空氧化铝烧结成一体。所述用于空间行波管的热子组件的制备方法，包括以下步骤；(I)将热子一端绕制成螺旋线结构，并定型；(2)在为螺旋线结构的热子一端表面电泳一层电真空氧化铝，电真空氧化铝层厚度为60 80 μ m ;(3)将电泳处理的热子进行氢气烧结，将电泳处理的热子放在1650 1700°C湿氢中保温3± lmin，烧结后的电泳氧化铝层厚度为30 50 μ m ;(4)将步骤(3)处理的热子置于阴极钥筒中，并在阴极钥筒与热子之间填充电真空氧化铝粉末；(5)将步骤(4)处理后的热子组件进行氢气烧结，将热子组件放在1720 1780°C湿氢中保温10±2min，使得热子、氧化铝及阴极钥筒烧结成一体，烧结后的填充氧化铝足够牢固，且无通孔和裂纹。
本发明的优点在于所述用于空间行波管的热子组件及其制备方法，一方面，采用螺旋结构的热子，在热子与阴极钥筒组装之前，先在热子电泳上一层电真空氧化铝，并将电泳层烧结，然后再将烧结后的热子置于阴极钥筒中，这样能够增加热子与阴极钥筒之间的绝缘性能，大大提高热子组件的热效率及抗冲击性能；另一方面，在阴极钥筒和热子之间填充上电真空氧化铝粉，将热子、真空氧化铝与阴极钥筒烧结成一体，进一步提高热子组件的强度和热效率；该用于空间行波管的热子组件，热效率高、可靠性强，能满足空间行波管发展的需要。
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明图I为本发明用于空间行波管的热子组件的热子的结构示意图；图2为本发明用于空间行波管的热子组件的结构示意图；
上述图中的标记均为I、阴极钥筒，2、热子，3、电真空氧化铝。
具体实施例方式下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式
作进一步详细的说明。如图I及图2所示，所述用于空间行波管的热子组件，由热子2及阴极钥筒I构成，热子2 —端为螺旋线结构，为螺旋线结构的热子2 —端表面设有电真空氧化铝层；为螺旋线结构的热子2 —端设于阴极钥筒I内，且在热子2与阴极钥筒I之间填充有电真空氧化铝3。采用性能优越的钨铼合金丝，绕制成短圆柱螺旋线型的热子2，即为螺旋线的热子
2一端为圆柱螺旋结构；为增强绝缘性，在热子2与阴极钥筒I组合前，先将热子2电泳上一层电真空氧化铝，并将电泳层烧结，螺旋线的热子2 —端表面烧结有电真空氧化铝层；将烧结后的热子2置于阴极钥筒I中，在阴极钥筒I和热子2之间填充上电真空氧化铝3，并烧结，使得热子2与阴极钥筒I形成一体，这样能够有效提高热子组件的热效率及可靠性，使得热子组件的强度抗冲击能力好，且热效率高。实施例一所述用于空间行波管的热子组件的制备方法，包括以下步骤；(I)采用钨铼合金丝并绕制成短圆柱螺旋型热子，并定型，(2)在为短圆柱螺旋型热子一端表面电泳一层电真空氧化铝，电真空氧化铝层厚度为80ym ；(3)将步骤(2)处理的为短圆柱螺旋型热子一端进行氢气烧结，将电泳处理的热子放在1700°C湿氢中保温2min，烧结后的电泳氧化铝层厚度为50 μ m ;(4)将步骤(3)处理的热子置于阴极钥筒中，并在阴极钥筒与热子之间填充电真空氧化铝粉末；(5)将步骤(4)处理后的热子组件进行氢气烧结，将热子组件放在1720°C湿氢中保温12min，使得热子、氧化铝及阴极钥筒烧结成一体，烧结后的填充氧化铝足够牢固，且无通孔和裂纹。实施例二所述用于空间行波管的热子组件的制备方法，包括以下步骤；( I)采用钨铼合金丝并绕制成短圆柱螺旋型热子，并定型，(2)在为短圆柱螺旋型热子一端表面电泳一层电真空氧化铝，电真空氧化铝层厚度为60μηι;(3)将步骤(2)处理的为短圆柱螺旋型热子一端进行氢气烧结，将电泳处理的热子放在1650湿氢中保温4min，烧结后的电泳氧化铝层厚度为30 μ m ;
(4)将步骤(3)处理的热子置于阴极钥筒中，并在阴极钥筒与热子之间填充电真空氧化铝粉末；(5)将步骤(4)处理后的热子组件进行氢气烧结，将热子组件放在1780°C湿氢中保温8min，使得热子、氧化铝及阴极钥筒烧结成一体，烧结后的填充氧化铝足够牢固，且无通孔和裂纹。实施例三所述用于空间行波管的热子组件的制备方法，包括以下步骤；(I)将热子一端绕制成螺旋线结构，并定型；(2)在为螺旋线结构的热子一端表面电泳一层电真空氧化铝，电真空氧化铝层厚度为70ym ；(3)将电泳处理的热子进行氢气烧结，将电泳处理的热子放在1680°C湿氢中保温3min,烧结后的电泳氧化招层厚度为40 μ m ;(4)将步骤(3)处理的热子置于阴极钥筒中，并在阴极钥筒与热子之间填充电真空氧化铝粉末；(5)将步骤(4)处理后的热子组件进行氢气烧结，将热子组件放在1750°C湿氢中保温lOmin，使得热子、氧化铝及阴极钥筒烧结成一体，烧结后的填充氧化铝足够牢固，且无通孔和裂纹。实施例一、实施例二及实施例三中，所述步骤(3)及步骤(5)中所用湿氢指能达到饱和并析出水分的氢气。所述用于空间行波管的热子组件及其制备方法，一方面，采用螺旋结构的热子，在热子与阴极钥筒组装之前，先在热子电泳上一层电真空氧化铝，并将电泳层烧结，然后再将烧结后的热子置于阴极钥筒中，这样能够增加热子与阴极钥筒之间的绝缘性能，大大提高热子组件的热效率及抗冲击性能；另一方面，在阴极钥筒和热子之间填充上电真空氧化铝粉，将热子、真空氧化铝与阴极钥筒烧结成一体，进一步提高热子组件的强度和热效率；该用于空间行波管的热子组件，热效率高、可靠性强，能满足空间行波管发展的需要。上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于空间行波管的热子组件，由热子(2)及阴极钥筒(I)构成，其特征在于所述热子(2)—端为螺旋线结构，为螺旋线结构的热子(2) —端表面设有电真空氧化铝层；为螺旋线结构的热子(2)—端设于阴极钥筒(I)内，且在热子(2)与阴极钥筒(I)之间填充有电真空氧化铝(3)。
2.按照权利要求I所述的用于空间行波管的热子组件，其特征在于所述热子由钨铼合金丝制成，为螺旋线的热子(2) 一端为圆柱螺旋结构。
3.按照权利要求I或2所述的用于空间行波管的热子组件，其特征在于电真空氧化铝层烧结在为螺旋线结构的热子(2) —端表面。
4.按照权利要求3所述的用于空间行波管的热子组件，其特征在于所述热子(2)、阴极钥筒(I)以及热子(2)与阴极钥筒(I)之间填充的电真空氧化铝(3)烧结成一体。
5.一种权利要求I所述的用于空间行波管的热子组件的制备方法，其特征在于包括以下步骤； (1)将热子一端绕制成螺旋线结构，并定型； (2)在为螺旋线结构的热子一端表面电泳一层电真空氧化铝，电真空氧化铝层厚度为.60 80 μ m ; (3)将电泳处理的热子放在1650 1700°C湿氢中保温3±lmin进行氢气烧结，烧结后的电泳氧化铝层厚度为30 50 μ m ; (4)将步骤(3)处理的热子置于阴极钥筒中，并在阴极钥筒与热子之间填充电真空氧化招粉末； (5)将步骤(4)处理后的热子组件放在1720 1780°C湿氢中保温10±2min进行氢气烧结，使得热子、电真空氧化铝及阴极钥筒烧结成一体。
全文摘要
本发明公开了一种用于空间行波管的热子组件及其制备方法，所述热子组件，由热子及阴极钼筒构成，所述热子一端为螺旋线结构，为螺旋线结构的热子一端表面设有电真空氧化铝层；为螺旋线结构的热子一端设于阴极钼筒内，且在热子与阴极钼筒之间填充有电真空氧化铝；所述热子组件的制备方法，包括五大步骤；所述用于空间行波管的热子组件及其制备方法，热效率高、可靠性强，能满足空间行波管发展的需要。
文档编号H01J9/02GK102832090SQ20121031344
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月29日 优先权日2012年8月29日
发明者吴华夏, 宋田英, 邓清东, 贺兆昌, 张丽 申请人:安徽华东光电技术研究所