专利名称：一种空间行波管用多孔钛材料的制造方法
技术领域：
本发明属于微波电真空器件领域，具体地说是ー种用于长期维持空间行波管内部真空度的多孔钛材料的制造方法。
背景技术：
空间行波管对长寿命有着极高的要求 ，要延长寿命最基本的就是保证行波管内的高真空度不被破坏，而收集极在收集能量交換后的电子时，受其轰击必然产生一定的放气，这将使得管内真空度逐渐恶化。因此需要ー种材料即可以用来制作收集极的电极，同时又能够将电子轰击时产生的气体吸收掉，以维护行波管内的高真空度。钛(Ti)具有良好的吸气性能，同时还有重量轻、高温強度好等诸多优点，在电真空器件的制造中已有多方面的应用。在速调管、行波管中常作为结构件，如电极、屏蔽片等，更主要的是做吸气材料用，如維持管内真空度的离子泵等。而在空间行波管中，为保证长寿命和高可靠性，同时减轻重量，对钛的性能提出了更高的要求，特别是在收集电子的多级降压收集极处，长时间工作后在电子轰击电极时必然产生一定放气，可通过电场设计在部分电子轰击较少处使用钛材料来达到及时除气的效果，但若使用普通的钛做电极的话，表面会很快达到饱和，而因其较密实的结构状态，无法将气体迁移到内部，故而吸气性能很快就会衰减棹。为了长时间维持管内的真空度，应该使用类似吸气剂结构的多孔结构的钛材料来避免上述问题，同时也可减轻一定的重量。因此研究多孔结构钛材料的制作エ艺对长寿命的空间行波管有着重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种空间行波管用多孔钛材料的制造方法，用于对维持管内真空度有着更高要求的空间行波管。本发明是这样实现的，一种空间行波管用多孔钛零件的制造方法，其包括以下步骤(I)压制エ序，选用颗粒度5 ii m的钛粉，放入冲床的冲压模具中，在冲床上设置压カ范围5 8吨,进行毛还压制形成毛还；(2)真空烧结エ序，将压制好的毛坯放入真空炉中高温烧结，温度范围850 900° C，保温I. 5 2小吋，随后自然冷却形成该空间行波管用多孔钛材料。本发明还提供ー种由上述空间行波管用多孔钛材料的制造方法的空间行波管用多孔钛材料的检测方法，其检测方法包括以下步骤(3)检测エ序，用毛坯的密度变化来计算烧结后毛坯的孔隙度，即孔隙度=(1_实际密度/理论密度)X 100%,要求孔隙度在(60 ± 10) %，超出范围的毛坯报废。本发明还提供一种空间行波管用多孔钛零件的制造方法，该空间行波管用多孔钛零件的制造方法采用由上述空间行波管用多孔钛材料的制造方法的空间行波管用多孔钛材料，且该空间行波管用多孔钛材料通过上述空间行波管用多孔钛材料的检测方法检测，该空间行波管用多孔钛零件的制造方法包括以下步骤(4)车加工エ序，按照使用要求将检测后的毛坯车加工到所需尺寸形成零件；(5)酸洗エ序，按下列成份配制酸洗溶液盐酸，240 ml ;40%的氢氟酸，60 ml ;氯化钠，50g/l ;水，700 ml ;将车加工的该零件浸入酸洗溶液进行酸洗，酸洗时间为5 10分钟，零件洗去的厚度约为0. 02-0. 03毫米；之后用自来水冲洗零件至少30秒，再用酒精脱水烘干；(6)真空退火エ序，将酸洗后的零件放入真空炉中进行退火，温度650 700° C，保温0. 5 I小吋，随后自然冷却形成该空间行波管用多孔钛零件。本发明还提供ー种上述空间行波管用多孔钛零件的制造方法制造的空间行波管用多孔钛零件的封存方法，该空间行波管用多孔钛零件的封存方法包括以下步骤
(7)封存エ序，将退火后的零件真空封装到玻璃管中。本发明还提供ー种由上述空间行波管用多孔钛零件的封存方法封存的空间行波管用多孔钛零件的使用方法，该空间行波管用多孔钛零件的使用方法包括以下步骤(8)装管使用，该空间行波管用多孔钛零件在装管使用前一小时打开玻璃管。本发明的有益效果是，常规采用的钛材料本身具有良好的吸气性能，但由于在收集极等部件中的体积有限，对长时间维护管内高真空能力有限；而通过压制烧结制成多孔结构的钛材料，其孔隙度在50% 70%，因増大了表面积，吸气性能大大提高，并且吸附的气体可有效迁移到内部，因此吸气容量也得以提升，这样就对长期维护空间行波管内的真空度、保证器件的长寿命起到更好的作用。
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为本发明压制エ序使用的冲压模具结构图；图2为采用本发明得到的空间行波管用多孔钛零件的结构示意图。符号说明套筒I、底座2、压杆3、多孔钛毛坯4。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进ー步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。请ー并參阅图I及图2，如图2为所述多孔钛材料在空间行波管收集极部件中应用的ー个零件，使用了一种空间行波管用多孔钛材料的制造方法，制作该零件包括以下エ序;(I)压制エ序选用颗粒度5iim左右的钛(Ti)粉，放入冲压模具，在冲床上设置压カ为6吨，进行毛坯压制。冲压模具如图I所示，冲压模具包括套筒I、底座2、压杆3，套筒I由底座2支撑，底座2的中部延伸入套筒I内，套筒I内收容有多孔钛毛坯4(就是颗粒度5 iim左右的钛(Ti)粉)，压杆3的压持端伸入套筒I内与该底座2 —同压持多孔钛毛坯4。(2)真空烧结エ序
将压制好的毛坯放入真空炉中高温烧结，温度设定为850° C，保温时间设定为
I.5小时，随后自然冷却。(3)检测エ序用密度的变化来计算烧结后毛坯的孔隙度，即孔隙度=(I-实际密度/理论密度)，要求孔隙度在(60±10)%，超出范围的毛坯报废。(4)车加工ェ序在精密车床上装夹好毛坯，先车加工外径，然后车加工尖头和凹台，再用500目的砂纸对倒角进行处理。注意进刀均匀，且尺寸快到位时进刀量不大于0. 1mm，避免在表面产生车刀痕。 (5)酸洗エ序按下列成份配制酸洗溶液盐酸，240 ml ;氢氟酸(40%)，60 ml ;氯化钠，50g/l ；水，700 ml ;将车加工后的零件浸入溶液进行酸洗，酸洗时间为(8±0. 5)分钟，零件洗去的厚度约为(0. 02-0. 03)毫米；之后用自来水冲洗零件60秒，再用酒精脱水烘干。(6)真空退火エ序将酸洗后的零件放入真空炉中进行退火，温度设定为650° C，保温时间设定为0.5小时，随后自然冷却。(7)封存エ序将退火后的零件真空封装到玻璃管中，做好标识，存入零件库房。在装管使用前ー小时再打开玻璃管，尽量减少在空气中的暴露时间。本发明公开了ー种空间行波管用多孔钛材料的制造方法，通过压制烧结制成多孔结构的钛材料，其孔隙度在50% 70%，因増大了表面积，吸气性能大大提高，并且吸附的气体可有效迁移到内部，因此吸气容量也得以提升。空间行波管的收集极部件使用该种材料制作部分电极，可以有效将电子轰击时产生的气体吸收掉，以长期维持行波管内的高真空度，保证整管的长寿命。同时使用多孔钛材料也可减轻部分重量，这对于减小空间行波管的整体质量有着一定的正面影响。本发明的有益效果是，常规采用的钛材料本身具有良好的吸气性能，但由于在收集极等部件中的体积有限，对长时间维护管内高真空能力有限；而通过压制烧结制成多孔结构的钛材料，其孔隙度在50% 70%，因増大了表面积，吸气性能大大提高，并且吸附的气体可有效迁移到内部，因此吸气容量也得以提升，这样就对长期维护空间行波管内的真空度、保证器件的长寿命起到更好的作用。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种空间行波管用多孔钛材料的制造方法，其特征在于，其包括以下步骤 (1)压制工序，选用颗粒度5u m的钛粉，放入冲床的冲压模具中，在冲床上设置压力范围5 8吨,进行毛还压制形成毛还； (2)真空烧结工序，将压制好的毛坯放入真空炉中高温烧结，温度范围850 900°C，保温I. 5 2小时，随后自然冷却形成该空间行波管用多孔钛材料。
2.如权利要求I所述的空间行波管用多孔钛材料的制造方法，其特征在于，该空间行波管用多孔钛材料的制造方法制造的空间行波管用多孔钛材料，其检测方法包括以下步骤 (3)检测工序，用毛坯的密度变化来计算烧结后毛坯的孔隙度，即孔隙度=(I-实际密度/理论密度)\100%，要求孔隙度在(60±10)%，超出范围的毛坯报废。
3.如权利要求2所述的空间行波管用多孔钛材料的制造方法，其特征在于，利用通过该空间行波管用多孔钛材料的检测方法检测的空间行波管用多孔钛材料制造一种空间行波管用多孔钛零件，该空间行波管用多孔钛零件的制造方法包括以下步骤 (4)车加工工序，按照使用要求将检测后的毛坯车加工到所需尺寸形成零件； (5)酸洗工序，按下列成份配制酸洗溶液盐酸，240ml ;40%的氢氟酸，60 ml ;氯化钠，50g/l ;水，700 ml ;将车加工的该零件浸入酸洗溶液进行酸洗，酸洗时间为5 10分钟，零件洗去的厚度约为0. 02-0. 03毫米；之后用自来水冲洗零件至少30秒，再用酒精脱水烘干; (6)真空退火工序，将酸洗后的零件放入真空炉中进行退火，温度650 700°C，保温0.5 I小时，随后自然冷却形成该空间行波管用多孔钛零件。
4.如权利要求3所述的空间行波管用多孔钛材料的制造方法，其特征在于，该空间行波管用多孔钛零件的封存方法包括以下步骤 (7)封存工序，将退火后的零件真空封装到玻璃管中。
5.如权利要求3所述的空间行波管用多孔钛材料的制造方法，其特征在于，由该空间行波管用多孔钛零件的封存方法封存的空间行波管用多孔钛零件，其装管使用时，该空间行波管用多孔钛零件的使用方法包括以下步骤 (8)装管使用，该空间行波管用多孔钛零件在装管使用前一小时打开玻璃管。
全文摘要
本发明公开了一种空间行波管用多孔钛材料的制造方法，其包括以下步骤(1)压制工序，选用颗粒度5μm的钛粉，放入冲床的冲压模具中，在冲床上设置压力范围5～8吨，进行毛坯压制形成毛坯；(2)真空烧结工序，将压制好的毛坯放入真空炉中高温烧结，温度范围850～900℃，保温1.5～2小时，随后自然冷却形成该空间行波管用多孔钛材料。本发明的优点在于通过压制烧结制成多孔结构的钛材料，其孔隙度在50%~70%，因增大了表面积，吸气性能大大提高，并且吸附的气体可有效迁移到内部，因此吸气容量也得以提升，这样就对长期维护空间行波管内的真空度、保证器件的长寿命起到更好的作用。
文档编号B22F5/12GK102806348SQ20121028237
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月9日 优先权日2012年8月9日
发明者吴华夏, 周秋俊, 程海, 王鹏康 申请人:安徽华东光电技术研究所