CN103268848B - 一种连续波磁控管阴极的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种连续波磁控管阴极的制备方法，该方法包括阴极的绕制，阴极的定型，阴极抛光等步骤。本发明提供的制备方法，可操作性强，工艺设计合理，具有优异的耐轰击、耐高温优点，使用寿命长，并且性能稳定可靠，可满足大功率连续波磁控管的装配要求，应用范围广泛。

Description

一种连续波磁控管阴极的制备方法
技术领域
本发明设计一种连续波磁控管阴极，具体涉及一种连续波磁控管阴极的制备方法。
背景技术
阴极是磁控管的重要组成部分，磁控管工作时，阴极表面发射的在互作用空间内运动的电子流，在打上阳极前有较长时间处于高频减速电场中，并在电场和磁场的共同作用下将电子的动能交给高频场，形成高频能量。因此阴极质量的好坏，不仅影响磁控管的寿命，而且影响其输出功率、工作稳定性等。因此，合理地阴极的类型与结构，是磁控管设计中重要的一环。
目前，现有技术制备得到的连续波磁控管的阴极发射效率低，工作温度高，随着连续波磁控管功率的提升，阴极负荷加重，在一定程度上影响磁控管的寿命，因此，很有必要在现有技术的基础之上，设计一种具有耐高温，耐轰击，能满足大功率连续波磁控管的阴极。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种操作性强，工艺设计合理，制备得到的阴极，具有耐二次轰击的能力和散热能力强，能满足大功率连续波磁控管长时间高温工作的要求，并且具有使用寿命长的优点。
技术方案：为了实现以上目的，本发明所采取的技术方案为：
一种连续波磁控管阴极的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：
(1)阴极的绕制：
首先将纯钼材质的绕制模具与钨带固定在车床的三抓上，并将钨带嵌入模具的凹槽内，然后调整车床的绕制张力为70～90N，绕制时钨带的加热温度为800℃至900℃，并调整车床主轴转速为20至25转/分钟，启动车床，将钨带绕制在绕制模具外周，绕制完成后用钼丝将钨带捆扎在绕制模具上，使钨带不回弹，然后松开车床三抓取下绕制模具；
(2)阴极的定型：
将步骤(1)绕制好的钨带和绕制模具放入钼舟中，将钼舟推入温度为1300℃至1400℃的马弗炉中保温10至20分钟，保温结束后再将绕制好的钨带和绕制模具推入50至70℃的冷却区，冷却60至80分钟后取出定型好的阴极，松开捆扎钼丝，将阴极按逆时针方向从绕制模具轻轻旋下；
(3)取步骤(2)定型的阴极，采用砂轮切割机将阴极两端切掉，确保灯丝长度为27mm；
(4)取步骤(3)阴极用超声清洗50至70分钟，去除阴极表面的杂质；可有效去除阴极表面的氧化物、油污等杂质，提高阴极的性能。
(5)阴极抛光：将阴极放置在电解槽中抛光10至20分钟，抛光的电解液为浓度10~20%的氢氧化钠溶液，电解的电压为25~30V，电解电流为25~30A，电解抛光结束后，将阴极从电解槽中取出后用清水清洗、烘干后即得。
作为优选方案，以上所述的连续波磁控管阴极的制备方法，步骤(1)所述的钨带宽度为1.0mm。
作为优选方案，以上所述的连续波磁控管阴极的制备方法，步骤(1)钨带绕制后相邻钨带环间的距离为1.0mm。本发明通过大量试验研究钨带绕制后相邻钨带环间的距离，通过大量试验研究表明，相邻钨带环间的距离为1.0mm时，制备得到的阴极耐轰击性能强，耐高温性能强，且比现有技术具有更高的输出效率。
作为优选方案，以上所述的连续波磁控管阴极的制备方法，步骤(5)制备得到的阴极的截面形状为梯形。本发明通过大量试验筛选阴极的截面形状，如矩形，S形，梯形、多边形等，不同的阴极截面形状具有不同的耐轰击性、耐高温和输出效率等性能，试验结果表明当阴极的截面形状为梯形时具有最佳的耐轰击性、耐高温和输出效率灯性能。因此本发明优选梯形截面的阴极。
作为优选方案，以上所述的连续波磁控管阴极的制备方法，步骤(5)制备得到的阴极的外径为8mm，内径为5mm。本发明制备得到的阴极具有高精度的外径和内径，可应用于连续波大功率的磁控管。
本发明根据连续波大功率磁控管工作时的性能要求，通过大量实验筛选阴极的材料，实验结果表明，采用钨材料具有耐高温，耐轰击优点；本发明在筛选好阴极的材料后，对阴极的绕制工艺进行了大量实验筛选，绕制过程中，通过调整到最佳的钨带绕制张力和绕制加热温度，能使钨带内表面与绕制模具的外表面紧密贴合，绕制使相邻带环的距离精确高，精度可控制在正负0.005毫米之间，且能保证阴极外径的精度。从而可以解决现有技术中由于钨材料机械性能强、厚度大、相对弯曲半径较小及张力大等因素所导致的钨引线难以绕制、绕制精密度低，不能精确控制钨带环之间距离等缺点，取得了很好的技术效果。
作为优选方案，以上所述的宽带毫米波螺旋线的制备方法，钨材料的阴极高温定型时，阴极的距离和外径均有不同程度的回弹，因此如果加热温度和加热时间不合理会导致阴极的相邻带环的距离和外径出现较大误差，从而使精度降低，达不到要求。本发明经过大量实验筛选不同的定型温度（800至1600℃）和不同的定型时间（5至60分钟），并且通过大量试验筛选冷却温度；实验结果表明，阴极定型的温度为1300℃至1400℃，时间为10至20分钟时，阴极定型效果，并且将绕制好的钨带和绕制模具推入50-70℃的冷却区，冷却60至80分钟后，可防止阴极反弹，通过以上操作能得到精度高的阴极。
阴极在定型后为了进一步提高其精度，提高性能，避免工作过程中出现打火等现象，满足更高要求的标准。本发明通过大量实验筛选，对阴极进行定型后再抛光处理：优选出最佳的抛光处理条件为：抛光时间10至20分钟；抛光的电解液为浓度10~20%的氢氧化钠溶液；电解的电压为25~30V；电解电流为25~30A。经过再次抛光处理的阴极，其表面精密度更高，无毛刺和其它杂质，和现有技术相比，具有更加优异的耐轰击、耐压、耐高温性能，并且装管检测，无打火现象，并且阴极负荷大，性能优。
有益效果：本发明提供的连续波磁控管阴极的制备方法与现有技术相比具有以下优点：
本发明所述的连续波磁控管阴极的制备方法，可操作性强，工艺设计合理，首先通过选用钨带作为阴极的制备材料，通过大量试验优选钨带的绕制工艺、定型工艺、抛光处理等工艺，制备得到的连续波磁控管阴极，具有优异的耐轰击、耐高温，使用寿命长，并且性能稳定可靠，可满足大功率连续波磁控管的装配要求，应用范围广泛。
附图说明
图1为本发明所述的制备方法中阴极绕制时的装配示意图。
图2为本发明所述的方法制备得到的连续波磁控管阴极截面的结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
一种连续波磁控管阴极的制备方法，它包括以下步骤：
(1)阴极的绕制：
如图1所示，首先将纯钼材质的绕制模具与钨带固定在车床的三抓上，并将宽度为1.0mm的钨带嵌入模具的凹槽内，然后调整车床的绕制张力为70至90N，绕制时钨带的加热温度为800℃至900℃，并调整车床主轴转速为20至25转/分钟，启动车床，将钨带绕制在绕制模具外周，绕制完成后用钼丝将钨带捆扎在绕制模具上，使钨带不回弹，然后松开车床三抓取下绕制模具；
(2)阴极的定型：
将步骤(1)绕制好的钨带和绕制模具放入钼舟中，将钼舟推入温度为1300℃至1400℃的马弗炉中保温10至20分钟，保温结束后再将绕制好的钨带和绕制模具推入50-70℃的冷却区，冷却60至80分钟后取出定型好的阴极，松开捆扎钼丝，将阴极按逆时针方向从绕制模具轻轻旋下；
(3)取步骤(2)定型的阴极，采用砂轮切割机将阴极两端切掉，确保灯丝长度为27mm；
(4)取步骤(3)阴极用超声清洗50至70分钟，去除阴极表面的杂质；
(5)阴极抛光：将步骤(4)超声清洗过的阴极放置在电解槽中抛光10至20分钟，抛光的电解液为浓度10~20%的氢氧化钠溶液，电解的电压为25~30V，电解电流为25~30A，电解抛光结束后，将阴极从电解槽中取出后用清水清洗、烘干后即得，横截面如图2所示。
以上所述的连续波磁控管阴极的制备方法，步骤(1)钨带绕制后相邻钨带环间的距离为1.0mm。
以上所述的连续波磁控管阴极的制备方法，步骤(5)制备得到的阴极的截面形状为梯形。
以上所述的连续波磁控管阴极的制备方法，步骤(5)制备得到的阴极的外径为8mm，内径为5mm。
经本发明提供的方法制备得到的连续波磁控管阴极经装管检测试验结果表明，具有优异的耐二次轰击、耐高温性能，使用寿命长，性能稳定可靠。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种连续波磁控管阴极的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：
(1)阴极的绕制：
首先将纯钼材质的绕制模具与钨带固定在车床的三爪上，并将钨带嵌入模具的凹槽内，然后调整车床的绕制张力为70至90N，绕制时钨带的加热温度为800℃至900℃，并调整车床主轴转速为20至25转/分钟，启动车床，将钨带绕制在绕制模具外周，绕制完成后用钼丝将钨带捆扎在绕制模具上，使钨带不回弹，然后松开车床三爪取下绕制模具；
(2)阴极的定型：
将步骤(1)绕制好的钨带和绕制模具放入钼舟中，将钼舟推入温度为1300℃至1400℃的马弗炉中保温10至20分钟，保温结束后再将绕制好的钨带和绕制模具推入50至70℃的冷却区，冷却60至80分钟后取出定型好的阴极，松开捆扎钼丝，将阴极按逆时针方向从绕制模具轻轻旋下；
(3)取步骤(2)定型的阴极，采用砂轮切割机将阴极两端切掉，确保灯丝长度为27mm；
(4)取步骤(3)阴极用超声清洗50至70分钟，去除阴极表面的杂质；
(5)阴极抛光：将步骤(4)超声清洗过的阴极放置在电解槽中抛光10至20分钟，抛光的电解液为浓度10～20％的氢氧化钠溶液，电解的电压为25～30V，电解电流为25～30A，电解抛光结束后，将阴极从电解槽中取出后用清水清洗、烘干后即得。
2.根据权利要求1所述的连续波磁控管阴极的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的钨带宽度为1.0mm。
3.根据权利要求1所述的连续波磁控管阴极的制备方法，其特征在于，步骤(1)钨带绕制后相邻钨带环间的距离为1.0mm。
4.根据权利要求1所述的连续波磁控管阴极的制备方法，其特征在于，步骤(5)制备得到的阴极的截面形状为梯形。
5.根据权利要求1所述的连续波磁控管阴极的制备方法，其特征在于，步骤(5)制备得到的阴极的外径为8mm，内径为5mm。
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