一种基于射频击穿阈值的电磁结构表面处理装置的制作方法

本实用新型涉及表面处理技术领域，尤其涉及一种基于射频击穿阈值的电磁结构表面处理装置。

背景技术：

hpm(high-powermicrowave)通常是指功率大于100mw、频率介于0.1ghz～100ghz的电磁波。hpm器件是指用于产生高功率微波的相对论电真空器件，这类器件中的绝大多数是由强流相对论电子束驱动的。近年来，受到高能射频加速器、等离子体热核聚变、定向能武器、高功率雷达、天地功率传送、小型深空探测器的发射、材料加工与处理等应用的牵引，hpm器件技术得到了迅速发展。

为了提高hpm器件的单脉冲能量及平均功率是hpm研究领域不断追求的目标，通常可以通过提高器件峰值功率、脉冲宽度和重复频率三方面来实现。上世纪九十年代，研究人员逐渐发现hpm器件的峰值功率水平很难大幅度提高，而重复频率运行频率要达到或超过khz水平也非常困难。因此，延长输出微波的脉冲宽度成为高功率微波研究领域提高hpm器件单脉冲能量及平均功率水平的重要手段。长脉冲hpm器件实际研究过程中却遇到了“脉冲缩短”这一国际公认的关键技术难题，即微波脉冲在电脉冲结束前就提前结束了，且微波功率越高该问题越严重。相关研究表明，hpm器件内部电磁结构表面的射频击穿是导致“脉冲缩短”的重要因素，严重制约着输出微波脉宽的提高，而电磁结构表面的清洁度与光洁度是制约射频击穿阈值提高的主要因素。因此，采用新的设计思想，研究一种基于射频击穿阈值的电磁结构表面处理工艺，如何提高电磁结构表面的清洁度与光洁度，从而延长输出微波的脉宽，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

基于上述现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种基于射频击穿阈值的电磁结构表面处理装置，提高电磁结构表面的清洁度与光洁度，从而提高hpm器件电磁结构表面射频场击穿阈值。

本实用新型提供了一种基于射频击穿阈值的电磁结构表面处理装置，所述装置包括至下而上依次设置的第一立柜、第二立柜和第三立柜，所述第一立柜设有超声波清洗机控制器和超声波清洗机，所述第二立柜设有电化学抛光开关电源、电化学抛光水槽和清水冲洗机，所述第三立柜设有机械泵和真空烘烤箱，所述超声波清洗机控制器和所述超声波清洗机连接，所述机械泵和所述真空烘烤箱连接；

所述超声波清洗机控制器用于控制所述超声波清洗机将待清洁电磁结构进行超声波清洗，所述电化学抛光开关电源用于给连接于所述电化学抛光开关电源的电化学抛光设备供电，所述电化学抛光设备用于采用磷酸清洗剂在所述电化学抛光水槽中对所述待清洁电磁结构的表面进行电化学抛光，所述清水冲洗机用于对经过电化学抛光之后的所述待清洁电磁结构进行清洗，所述机械泵用于为所述真空烘烤箱进行抽真空，所述真空烘烤箱用于对所述待清洁电磁结构进行真空烘烤。

优选的，所述超声波清洗机用于注入清水，所述超声波清洗机控制器还用于控制所述清水水温为60℃，以及控制超声波清洗时间达第一预设时间段t1，t1大于等于1小时。

优选的，所述电化学抛光设备包括一根带导线的l型铜棒、一根夹子线和一个三相电源插头；

所述夹子线的夹子一端夹在所述电化学抛光水槽上，将所述夹子线的另一端接在所述电化学抛光开关电源的输出正极上，将所述铜棒的长柄端通过导线与所述电化学抛光开关电源的输出负极连接，以及将所述铜棒的短柄端用玻璃纤维布包裹为电化学抛光接触头，所述电化学抛光接触头用于在所述待清洁电磁结构表面进行均匀涂抹磷酸清洗剂，以便于使用所述磷酸清洗剂对所述待清洁电磁结构的表面进行电化学抛光；

所述电化学抛光开关电源的输入端连接所述三相电源插头，所述三相电源插头用于为所述电化学抛光开关电源供电。

优选的，所述磷酸清洗剂由99.99％磷酸(重量)与水1：1(重量)调配而成。

优选的，所述真空烘烤箱具体还用于控制所述真空烘烤箱的温度，所述温度为120℃。

有益效果：相较于现有技术，本实用新型提供的一种基于射频击穿阈值的电磁结构表面处理装置，利用超声波清洗机将待清洁电磁结构进行超声波清洗，可以有效地将待清洁电磁结构表面的油污清除，从而提高所述待清洁电磁结构表面的清洁度，然后采用磷酸清洗剂在电化学抛光水槽中对所述待清洁电磁结构的表面进行电化学抛光，磷酸清洗剂可与待清洁电磁结构表面的金属离子在所述待清洁电磁结构表面形成一层磷酸盐膜，该磷酸盐膜在所述待清洁电磁结构表面的凸起处较薄，凹处较厚，由于凸起处电流密度高而溶解快，随磷酸盐膜流动，随着凹凸不断变化，所述待清洁电磁结构的粗糙表面逐渐被整平，所述清水冲洗机用于对经过电化学抛光之后的所述待清洁电磁结构进行清洗，所述机械泵用于为所述真空烘烤箱进行抽真空，所述真空烘烤箱用于对所述待清洁电磁结构进行真空烘烤，从而可以有效地提高所述待清洁电磁结构的光洁度，因此，本实用新型实施例提供的一种基于射频击穿阈值的电磁结构表面处理装置可以有效地提高电磁结构表面的清洁度和光洁度，从而可提高hpm器件电磁结构表面射频场击穿阈值，有利于延长hpm器件输出微波的脉宽，从而可提高hpm器件的单脉冲能量及平均功率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种基于射频击穿阈值的电磁结构表面处理装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种基于射频击穿阈值的电磁结构表面处理装置的第一立柜的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种基于射频击穿阈值的电磁结构表面处理装置的第二立柜的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种基于射频击穿阈值的电磁结构表面处理装置的电化学抛光设备的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种基于射频击穿阈值的电磁结构表面处理装置的第三立柜的结构示意图；

1-超声波清洗机控制器；2-超声波清洗机；3-电化学抛光开关电源；4-电化学抛光水槽；5-清水冲洗机；6-机械泵；7-真空烘烤箱；8-l型铜棒；9-夹子线；10-三相电源插头。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

下面将结合附图对本申请的实施例进行描述，但并非对本实用新型的限制。

如图1所示，为本实用新型实施例提供的一种基于射频击穿阈值的电磁结构表面处理装置的结构示意图，所述装置包括至下而上依次设置的第一立柜、第二立柜和第三立柜，所述第一立柜设有超声波清洗机控制器1和超声波清洗机2，所述第二立柜设有电化学抛光开关电源3、电化学抛光水槽4和清水冲洗机5，所述第三立柜设有机械泵6和真空烘烤箱7，所述超声波清洗机控制器1和所述超声波清洗机2连接，所述机械泵6和所述真空烘烤箱7连接。所述超声波清洗机控制器1用于控制所述超声波清洗机2将待清洁电磁结构进行超声波清洗，所述电化学抛光开关电源3用于给连接于所述电化学抛光开关电源3的电化学抛光设备供电，所述电化学抛光设备用于采用磷酸清洗剂在所述电化学抛光水槽4中对所述待清洁电磁结构的表面进行电化学抛光，所述清水冲洗机5用于对经过电化学抛光之后的所述待清洁电磁结构进行清洗，所述机械泵6用于为所述真空烘烤箱7进行抽真空，所述真空烘烤箱7用于对所述待清洁电磁结构进行真空烘烤。

优选的，所述超声波清洗机2用于注入清水，所述超声波清洗机控制器1还用于控制所述清水水温为60℃，以及控制超声波清洗时间达第一预设时间段t1，t1大于等于1小时。

具体的，如图2所示，为本实用新型实施例提供的所述基于射频击穿阈值的电磁结构表面处理装置的第一立柜的结构示意图，超声波清洗机控制器1固定在所述第一立柜的一角，通过通用电源线与所述第一立柜外的电源相连接，超声波清洗机控制器1用于控制超声波清洗机2的工作状态。操作原理包括：首先在超声波清洗机2中注入清水，并将待清洁电磁结构放置在超声波清洗机2注入的清水中，开启所述第一立柜外的电源，启动超声波清洗机控制器1，设定温度为60℃，控制超声波清洗机2加热并保持清水水温达60℃，当水温达60℃时，调节振子的功率至最大，开始进行超声波清洗，清洗时间为1个小时。其中t1可根据实际中待清洁电磁结构表面上的油污程度而设定，相应的，电磁结构表面上的油污程度越大，设定的t1越长，本实用新型实施例不作具体限定。

具体的，如图3所示，为本实用新型实施例提供的所述基于射频击穿阈值的电磁结构表面处理装置的第二立柜的结构示意图，所述第二立柜中设置有电化学抛光开关电源3、电化学抛光水槽4和清水冲洗机5，通过一个电化学抛光设备，采用磷酸清洗剂，在电化学抛光水槽4中对所述待清洁电磁结构的表面进行电化学抛光。

优选的，如图4所示，为本实用新型实施例提供的所述基于射频击穿阈值的电磁结构表面处理装置的电化学抛光设备的结构示意图，所述电化学抛光设备包括一根带导线的l型铜棒8、一根夹子线9和一个三相电源插头10。

所述夹子线9的夹子一端夹在所述电化学抛光水槽4上，将所述夹子线9的另一端接在所述电化学抛光开关电源3的输出正极上，将所述铜棒8的长柄端通过导线与所述电化学抛光开关电源3的输出负极连接，以及将所述铜棒8的短柄端用玻璃纤维布包裹为电化学抛光接触头，所述电化学抛光接触头用于在所述待清洁电磁结构表面进行均匀涂抹磷酸清洗剂，以便于使用所述磷酸清洗剂对所述待清洁电磁结构的表面进行电化学抛光。

所述电化学抛光开关电源3的输入端连接所述三相电源插头10，所述三相电源插头10用于为所述电化学抛光开关电源3供电。

优选的，所述磷酸清洗剂由99.99％磷酸(重量)与水1：1(重量)调配而成。

具体的，将所述待清洁电磁结构从所述超声波清洗机2中取出，并将所述待清洁电磁结构放入电化学抛光水槽4；将所述夹子线9的夹子一端夹在所述电化学抛光水槽4上，将所述夹子线9的另一端接在所述电化学抛光开关电源3的输出正极上；将所述铜棒8的长柄端通过导线与所述电化学抛光开关电源3的输出负极连接，以及将所述铜棒8的短柄端用玻璃纤维布包裹为所述电化学抛光接触头；将电化学抛光设备的电化学抛光接触头浸泡在所述磷酸清洗剂中达第二预设时间段t2，t2的取值根据实际应用设定，比如5分钟或10分钟，具体值本实用新型不作具体限定，所述电化学抛光开关电源3的输入端连接所述三相电源插头10，用于为所述电化学抛光开关电源3供电，打开所述电化学抛光开关电源3将电化学抛光设备的电化学抛光接触头浸泡在所述磷酸清洗剂中，目的是为了将电化学抛光设备的电化学抛光接触头上沾上所述磷酸清洗剂，以便用用电化学抛光接触头在所述待清洁电磁结构表面上进行涂抹，实现所述待清洁电磁结构表面的电化学抛光的目的。

将浸泡有所述磷酸清洗剂的所述电化学抛光接触头放置到所述待清洁电磁结构表面进行均匀涂抹，使用所述磷酸清洗剂对所述待清洁电磁结构的表面进行电化学抛光，其中所述磷酸清洗剂由99.99％磷酸(重量)与水1：1(重量)调配而成。利用99.99％磷酸(重量)与水1：1(重量)调配而成的磷酸清洗剂与金属离子在所述待清洁电磁结构表面形成一层磷酸盐膜，这种磷酸盐膜在所述待清洁电磁结构表面的凸起处较薄，凹处较厚，由于凸起处电流密度高而溶解快，随磷酸盐膜流动，凹凸不断变化，因此，所述待清洁电磁结构粗糙表面将会逐渐被整平，从而实现所述待清洁电磁结构表面的电化学抛光的目的。

具体的，由于在对所述待清洁电磁结构表面进行电化学抛光过程中，在所述待清洁电磁结构表面会出现泡沫状的黄色液体，这是电化学抛光后在所述待清洁电磁结构表面的残余液体，因此，需要将经过电化学抛光之后的所述待清洁电磁结构放置到清水冲洗机5中；通过所述清水冲洗机5对所述经过电化学抛光之后的待清洁电磁结构进行清洗，目的是清洗掉在所述待清洁电磁结构表面的残余液体。

如图5所示，为本实用新型实施例提供的所述基于射频击穿阈值的电磁结构表面处理装置的第三立柜的结构示意图，所述第三立柜中设置有机械泵6和真空烘烤箱7，所述机械泵6和真空烘烤箱7之间连接，所述机械泵6用于为所述真空烘烤箱7抽真空，具体的操作：将所述待清洁电磁结构从所述清水冲洗机5中取出，并用吸水布将所述待清洁电磁结构擦干后，再将所述待清洁电磁结构放入真空烘烤箱7中；开启所述真空烘烤箱7和连接于所述真空烘烤箱7的机械泵6的电源，所述真空烘烤箱具体还用于控制所述真空烘烤箱的温度，所述温度为120℃，所述机械泵6用于为所述真空烘烤箱7进行抽真空，从而对所述待清洁电磁结构进行真空烘烤。

有益效果：相较于现有技术，本实用新型提供的一种基于射频击穿阈值的电磁结构表面处理装置，利用超声波清洗机将待清洁电磁结构进行超声波清洗，可以有效地将待清洁电磁结构表面的油污清除，从而提高所述待清洁电磁结构表面的清洁度，然后采用磷酸清洗剂在电化学抛光水槽中对所述待清洁电磁结构的表面进行电化学抛光，磷酸清洗剂可与待清洁电磁结构表面的金属离子在所述待清洁电磁结构表面形成一层磷酸盐膜，该磷酸盐膜在所述待清洁电磁结构表面的凸起处较薄，凹处较厚，由于凸起处电流密度高而溶解快，随磷酸盐膜流动，随着凹凸不断变化，所述待清洁电磁结构的粗糙表面逐渐被整平，所述清水冲洗机用于对经过电化学抛光之后的所述待清洁电磁结构进行清洗，所述机械泵用于为所述真空烘烤箱进行抽真空，所述真空烘烤箱用于对所述待清洁电磁结构进行真空烘烤，从而可以有效地提高所述待清洁电磁结构的光洁度，因此，本实用新型实施例提供的一种基于射频击穿阈值的电磁结构表面处理装置可以有效地提高电磁结构表面的清洁度和光洁度，从而可提高hpm器件电磁结构表面射频场击穿阈值，有利于延长hpm器件输出微波的脉宽，从而可提高hpm器件的单脉冲能量及平均功率。

以上对本实用新型实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。