CN102816997B - 一种降低铝合金镀银表面二次电子发射系数的方法 - Google Patents

一种降低铝合金镀银表面二次电子发射系数的方法 Download PDF

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Abstract

一种降低铝合金镀银表面二次电子发射系数的方法，步骤为：(1)将铝合金微波部件内表面先利用丙酮溶液超声清洗10分钟，再用乙醇溶液超声清洗10分钟；(2)再用浓度为50g/L，温度为50℃的NaOH溶液清洗后的铝合金微波部件的内表面清洗1分钟，去除铝合金表面的氧化膜；(3)将铝合金微波部件放入用浓度为5g/L的三氯化铁和浓度为10g/L的盐酸混合溶液中处理微波部件3分钟，处理温度为40℃；(4)在铝合金微波部件内表面先溅射一层铜；(5)再在铜表面溅射一层银。本发明能够有效降低铝合金镀银表面二次电子发射系数。

Description

一种降低铝合金镀银表面二次电子发射系数的方法
技术领域
本发明涉及一种降低铝合金镀银表面二次电子发射系数的实现方法，属于微波技术领域。
背景技术
微放电效应是在真空条件下，电子在射频场的加速下，在两金属表面间激发的二次电子发射与倍增的效应。多工器、滤波器等航天器大功率微波部件的内部电场较强区域容易发生微放电效应，导致大功率微波部件失效，甚至使整个有效载荷彻底失效。因此，航天器微波部件必须进行微放电效应的抑制设计，确保航天器在轨的安全、可靠运行。
目前针对铝合金微波部件抑制微放电的主要方法是在铝合金表面电化学镀银，镀银后二次电子发射系数有所降低，但只能降到2.2。随着航天器微波部件功率逐步的提高，需要将二次电子发射系数降到1.5。美国航空航天局(NASA)US005711860A号专利公开了一种在降低铜表面二次电子发射系数的方法和处理装置，该方法无法应用于铝合金材料表面。中国电子科技集团公司第十二研究所CN201010221069.9号专利公开了一种抑制二次电子发射的离子束表面处理设备，包括处于前置真空的机械泵、二级真空分子泵及样品台组件，其特征在于，样品台组件上方设有溅射沉积组件，该溅射沉积组件上方设有离子源，它们组成了密封的真空设备，该设备还连接着一台电控柜。该方法的主要缺点是表面处理后微波部件表面的陷阱结构尺寸较大，导致微波传输损耗高，不适用于能源有限的航天器使用。
发明内容
本发明技术解决问题：克服现有的星载微波部件抑制微放电表面处理方法阈值低的不足，提供一种能够有效降低铝合金镀银表面二次电子发射系数的方法。
本发明的具体解决方案是：一种降低铝合金镀银表面二次电子发射系数的方法，其特点在于实现步骤如下：
(1)将铝合金微波部件内表面先利用丙酮溶液超声清洗10分钟，再用乙醇溶液超声清洗10分钟；
(2)再用浓度为50g/L，温度为50℃的NaOH溶液将步骤(1)清洗后的铝合金微波部件的内表面清洗1分钟，去除铝合金表面的氧化膜；
(3)将铝合金微波部件放入用浓度为5g/L的三氯化铁和浓度为10g/L的盐酸混合溶液中处理微波部件3分钟，处理温度为40℃；
(4)在铝合金微波部件内表面先溅射一层铜，厚度为2μm；
(5)再在铜表面溅射一层银，厚度为4μm。
所述步骤(4)中在铝合金微波部件表面溅射一层铜时的溅射室真空度为2.4×10-4Pa，溅射电流为0.5A，溅射电压为280V；先预溅射时间为3分钟后，再实际溅射时间为10分钟。
所述步骤(5)中再在铜表面溅射一层银时的溅射室真空度为2.2×10-4Pa，溅射电流为0.2A，溅射电压为260V；先预溅射时间为3分钟后，再实际溅射时间为20分钟。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明能够有效降低铝合金镀银表面二次电子发射系数。传统表面镀银处理方法获得的铝合金表面的SEM如图2所示，利用本发明提出的方法处理的铝合金表面的SEM如图3所示，通过对比可以看出本发明提出的方法处理的铝合金表面出现了大量的陷阱结构，能够形成二次电子的多次漫反射，两种不同表面处理方法处理的铝合金表面二次电子发射系数的测量结果如图4所示，可以看出二次电子发射系数由2.12降低至1.52，与传统的铝合金表面镀银处理方法相比，由此可见本发明提出的方法的二次电子发射系数降低了28％。同时，本发明提出的方法实现的陷阱结构尺寸都在纳米量级，对微波部件的损耗特性和传输性能影响很小。
附图说明
图1为发明实现方法的流程图；
图2为传统表面镀银处理方法获得的铝合金表面的SEM；
图3本发明提出的方法处理的铝合金表面的SEM；
图4为两种不同表面处理方法处理的铝合金表面二次电子发射系数的测量结果。
具体实施方式
如图1所示，本发明具体实现如下：
实施例1
1.清洗铝合金微波部件
将机械加工完成的铝合金微波部件放入丙酮溶液中超声清洗10分钟，然后再放入乙醇溶液中超声清洗10分钟。
2.预处理铝合金微波部件
将铝合金微波部件放入50g/L的NaOH溶液中处理1分钟，控制溶液的温度在40摄氏度范围内。
3.铝合金微波部件的腐蚀
将铝合金微波部件放入浓度为5g/L的三氯化铁和10g/L的盐酸溶液中处理3分钟，溶液温度为40摄氏度。
4.铝合金微波部件的溅射
将腐蚀过后的铝合金微波部件表面先溅射一层铜，再溅射一层银。铜的溅射时间为10分钟，银的溅射时间为20分钟。溅射铜时电流为0.5A，溅射电压为280V。溅射银时电流为0.2A，溅射电压为260V。铜镀层的厚度为2μm，银镀层的厚度为4μm。
实施例2
1.清洗铝合金微波部件
在丙酮溶液中超声清洗铝合金微波部件10分钟，然后再放入乙醇溶液中超声清洗10分钟。
2.预处理铝合金微波部件
将铝合金微波部件放入50g/L的NaOH溶液中处理1分钟，控制溶液的温度在40摄氏度范围内。在非处理工作面上涂上保护胶，并将铝合金微波部件挂装。
3.铝合金微波部件的腐蚀
将涂有保护胶的铝合金微波部件放入浓度为5g/L的三氯化铁和10g/L的盐酸溶液中处理3分钟，溶液温度为40摄氏度。腐蚀完成后去除表面的保护胶，然后清洗铝合金微波部件。
4.铝合金微波部件的溅射
将腐蚀过后的铝合金微波部件表面先溅射一层铜，再溅射一层银。铜的溅射时间为10分钟，银的溅射时间为20分钟。溅射铜时电流为0.5A，溅射电压为280V。溅射银时电流为0.2A，溅射电压为260V。铜镀层的厚度为2μm，银镀层的厚度为4μm。

Claims (3)

1.一种降低铝合金镀银表面二次电子发射系数的方法，其特征在于实现步骤如下：
(1)将铝合金微波部件内表面先利用丙酮溶液超声清洗10分钟，再用乙醇溶液超声清洗10分钟；
(2)再用浓度为50g/L，温度为50℃的NaOH溶液将步骤(1)清洗后的铝合金微波部件的内表面清洗1分钟，去除铝合金表面的氧化膜；
(3)将铝合金微波部件放入用浓度为5g/L的三氯化铁和浓度为10g/L的盐酸混合溶液中处理微波部件3分钟，处理温度为40℃；
(4)在铝合金微波部件内表面先溅射一层铜；
(5)再在铜表面溅射一层银；
所述步骤(4)中在铝合金微波部件表面溅射一层铜时的溅射室真空度为2.4×10-4Pa，溅射电流为0.5A，溅射电压为280V；先预溅射时间为3分钟后，再实际溅射时间为10分钟；
所述步骤(5)中再在铜表面溅射一层银时的溅射室真空度为2.2×10-4Pa，溅射电流为0.2A，溅射电压为260V；先预溅射时间为3分钟后，再实际溅射时间为20分钟。
2.根据权利要求1所述的降低铝合金镀银表面二次电子发射系数的方法，其特征在于：所述步骤(4)中溅射铜层的厚度为2μm。
3.根据权利要求1所述的降低铝合金镀银表面二次电子发射系数的方法，其特征在于：所述步骤(5)中的溅射银层的厚度为4μm。
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