CN104008940B - 一种x波段空间行波管阴极灯丝电泳方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种X波段空间行波管阴极灯丝电泳方法，将灯丝放入电泳溶液内，对灯丝先进行大电压电泳处理，大电压电泳冲击灯丝材料，使其表面得到活化氧化铝的冲击，活化了表面，同时便于氧化铝的沉积，然后将电压逐步降低到电泳的正常电压，经过一定的时间后，绝缘层达到所需的尺寸。具有电泳表面质量好、电泳的均匀性好，内外表面一致性好、绝缘层附着力强的特点。本发明的方法可以用于X波段空间行波管阴极提供热量的灯丝，电泳后的灯丝，避免了丝材分层和短路现象，可以提高灯丝的热效率。

Description

一种X波段空间行波管阴极灯丝电泳方法

技术领域

本发明属于微波电真空领域，具体属于X波段空间行波管阴极的灯丝制造领域。

背景技术

X波段空间行波管是当代国内外空间有效载荷系统装备中应用最广泛的关键器件，在空间导航、通讯和数据传输系统发展中具有举足轻重的地位。X波段空间行波管阴极是整个X波段空间行波管的关键部件，要求具有寿命长、工作稳定可靠、抗振动冲击等特点。

对X波段空间行波管阴极来说，要保证阴极抗振动冲击，提高工作稳定性，首先要从阴极灯丝的选用上得到有力保证，阴极灯丝作为阴极热量提供的热源，一般需要灯丝材料熔点高、导热性好和电导率好，一般选取的灯丝材料为熔点高的钨铼合金丝。随着阴极向小尺寸和高热效率的发展，钨铼合金丝的灯丝出现分层、易短路、热传导率差等缺点，为了弥补这些缺点，这里我们采用在灯丝表面进行电泳处理，避免丝材分层和短路现象，提高灯丝的导热性，从而满足阴极发展的需要。一般采用电泳的方法，然后再进行高温烧结使氧化铝层和灯丝的基材接触紧密性增加。

在电泳时，由于灯丝本身为弹簧状，导电面不连续，导致在电泳液内阴极和阳极间的电位分布不均匀，按照常规的电泳方法导致灯丝的上下表面、内外表面间产生镀层不均匀现象，电泳层附着力差还会出现起皮、杂质、脱落、裂纹、暗斑、毛刺等现象，影响电泳表面的质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种X波段空间行波管阴极灯丝电泳方法，避免出现上述现象，提高电泳的均匀性和电泳表面质量。首先对灯丝进行大电压电泳处理然后在一定的电压下电泳，得到电泳质量良好的涂覆绝缘层灯丝。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种X波段空间行波管阴极灯丝电泳方法，对灯丝先进行大电压电泳处理，大电压电泳冲击灯丝材料，使其表面得到活化氧化铝的冲击，活化了表面，同时便于氧化铝的沉积；然后将电压逐步降低到电泳的正常电压，经过一定的时间后，绝缘层达到所需的尺寸。

一种X波段空间行波管阴极灯丝电泳方法，包括下述步骤：

（1）在电泳槽中放入电泳液，

（2）将阳极板放入电泳液内，连接电泳电源的阳极；

（3）将灯丝浸入电泳液内并与电泳电源的阴极连接；

（4）打开电泳电源，以第一电压对灯丝进行电泳；然后逐渐将电泳电压由第一电压降低至第二电压；其中，第二电压为正常电泳工作电压，第一电压大于第二电压；

（5）以第二电压对灯丝进行一设定时间的电泳。

步骤（1）中的电泳液由氧化铝悬浮溶液和电泳修正溶液均匀混合而成，包括

（1a）配制电泳溶剂溶液的步骤；

（1b）配制氧化铝悬浮溶液的步骤；

（1c）配制电泳修正溶液的步骤。

所述步骤（1a）中，配制电泳溶剂溶液的步骤为：量取（1100±10）mL醋酸异戊酯，将其倒入球磨罐内，称量（60±1）g硝化纤维，也将其放入该球磨罐，将球磨罐放在球磨机上球磨不少于15h，使硝化纤维溶解到醋酸异戊酯中。

所述步骤（1b）中，配制氧化铝悬浮溶液的步骤为：先将氧化铝放入马弗炉中进行烧结，温度800～900℃，保温3h，再将430±5g干燥氧化铝粉末、120±2mL电泳溶剂溶液和560±10mL甲醇分别装入球磨罐中，然后将其放在球磨机上球磨使之混合均匀，球磨时间21±1h。

所述步骤（1c）中，配制电泳修正溶液的步骤为：先将硝酸铈在干燥柜中进行干燥，温度45～50℃，保温4～5h，再将6±0.1g硝酸铈、0.2±0.01g硝酸铵分别倒入100±5mL甲醇中，充分搅拌，使硝酸铈和硝酸铵完全溶解在甲醇中，并将其进行过滤得到电泳修正溶液。

所述步骤1中，将氧化铝悬浮溶液倒入电泳槽中，然后在电泳槽中添加3～5mL电泳修正溶液，充分搅拌，使氧化铝悬浮溶液和电泳修正溶液混合均匀形成电泳液。

所述步骤4中，打开电泳电源，将电压瞬间增加，对灯丝以第一电压进行电泳，第一电压为60～75V，然后保持10～20秒钟，在10秒钟内降到第二电压。

所述步骤5中，正常电泳工作的第二电压为10～30V。以第二电压进行电泳的时间根据绝缘层厚度决定。

本发明一种X波段空间行波管阴极灯丝电泳方法的优点在于：

本发明的方法可以用于X波段空间行波管阴极提供热量的灯丝，电泳后的灯丝，避免了丝材分层和短路现象，可以提高灯丝的热效率。

1、阴极灯丝电泳表面质量好，表面呈白色无明显缺陷；

2、阴极灯丝电泳的均匀性好，内外表面一致性好；

3、绝缘层附着力强，经过烧结后可满足阴极的使用要求。

附图说明

图1是电泳后阴极灯丝的示意图；

图2是阴极灯丝电泳时的示意图；

图中，1、电泳槽；2、阳极板；3、灯丝；4、铜棒；5、电泳液。

具体实施方式

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

本发明的方法是对灯丝先进行大电压电泳处理，大电压电泳冲击灯丝材料，使其表面得到活化氧化铝的冲击，活化了表面，同时便于氧化铝的沉积；然后将电压逐步降低到电泳的正常电压，经过一定的时间后，绝缘层达到所需的尺寸。

具体实施步骤如下：

1.配制电泳溶剂溶液：量取（1100±10）mL醋酸异戊酯，将其倒入球磨罐内，称量（60±1）g硝化纤维，也将其放入该球磨罐，将球磨罐放在球磨机上球磨不少于15h，使硝化纤维溶解到醋酸异戊酯中。

2.配制氧化铝悬浮溶液：先将氧化铝放入马弗炉中进行烧结，温度（800～900）℃，保温3h，再将（430±5）g干燥氧化铝粉末、（120±2）mL电泳溶剂溶液和（560±10）mL甲醇分别装入球磨罐中，然后将其放在球磨机上球磨使之混合均匀，球磨时间（21±1）h。

3.配制电泳修正溶液：先将硝酸铈在干燥柜中进行干燥，温度（45～50）℃，保温（4～5）h，再将（6±0.1）g硝酸铈、（0.2±0.01）g硝酸铵分别倒入（100±5）mL甲醇中，充分搅拌，使硝酸铈和硝酸铵完全溶解在甲醇中，并将其进行过滤得到电泳修正溶液。

4.如图2所示，将氧化铝悬浮溶液倒入电泳槽1中，然后在电泳槽1中添加3～5mL电泳修正溶液，充分搅拌，使氧化铝悬浮溶液和电泳修正溶液混合均匀，再将电泳所需的两块铜阳极板2放入电泳槽1的电泳液5内，分别放在电泳位置的两侧，连接电泳电源的阳极（+）；将一根清洗干净的铜棒4连接电泳电源的阴极（-），放在电泳溶液的上方；将化学清洗好的灯丝3浸入电泳溶液内并通过细铜丝与铜棒4连接。

5.打开电泳电源，将电压瞬间增加，对灯丝3进行大电压电泳，使得电压为（60～75）V，然后保持（10～20）秒钟，在10秒钟内降到电泳所需的工作电压。

6.电泳工作在电压（10～30）V下，保持（20～30）分钟。具体时间根据绝缘层厚度决定。

7.从电泳液5内将灯丝3取出，用自来水清洗，酒精脱水，然后烘干。电泳灯丝3制作完成，如图1所示。

本实施例中绝缘层的厚度在（0.03～0.05）mm之间，具体厚度根据电泳工作电压下的时间确定。本发明可以用于X波段空间行波管阴极提供热量的灯丝，电泳后的灯丝，避免了丝材分层和短路现象，灯丝的热效率从46%提高到83%，从而满足作为阴极发展的需要。

Claims (8)

1.一种X波段空间行波管阴极灯丝电泳方法，包括下述步骤：

（1）在电泳槽中放入电泳液，

（2）将阳极板放入电泳液内，连接电泳电源的阳极；

（3）将灯丝浸入电泳液内并与电泳电源的阴极连接；

（4）打开电泳电源，以第一电压对灯丝进行电泳；然后逐渐将电泳电压由第一电压降低至第二电压；其中，第二电压为正常电泳工作电压，第一电压大于第二电压；

（5）以第二电压对灯丝进行一设定时间的电泳。

2.如权利要求1所述的X波段空间行波管阴极灯丝电泳方法，其特征在于：步骤（1）中的电泳液由氧化铝悬浮溶液和电泳修正溶液均匀混合而成，包括

（1a）配制电泳溶剂溶液的步骤；

（1b）配制氧化铝悬浮溶液的步骤；

（1c）配制电泳修正溶液的步骤。

3.如权利要求2所述的X波段空间行波管阴极灯丝电泳方法，其特征在于：所述步骤（1a）中，配制电泳溶剂溶液的步骤为：量取（1100±10）mL醋酸异戊酯，将其倒入球磨罐内，称量（60±1）g硝化纤维，也将其放入该球磨罐，将球磨罐放在球磨机上球磨不少于15h，使硝化纤维溶解到醋酸异戊酯中。

4.如权利要求2或3所述的X波段空间行波管阴极灯丝电泳方法，其特征在于：所述步骤（1b）中，配制氧化铝悬浮溶液的步骤为：先将氧化铝放入马弗炉中进行烧结，温度800～900℃，保温3h，再将（430±5）g干燥氧化铝粉末、（120±2）mL电泳溶剂溶液和（560±10）mL甲醇分别装入球磨罐中，然后将其放在球磨机上球磨使之混合均匀，球磨时间（21±1）h。

5.如权利要求2所述的X波段空间行波管阴极灯丝电泳方法，其特征在于：所述步骤（1c）中，配制电泳修正溶液的步骤为：先将硝酸铈在干燥柜中进行干燥，温度45～50℃，保温4～5h，再将（6±0.1）g硝酸铈、（0.2±0.01）g硝酸铵分别倒入（100±5）mL甲醇中，充分搅拌，使硝酸铈和硝酸铵完全溶解在甲醇中，并将其进行过滤得到电泳修正溶液。

6.如权利要求2所述的X波段空间行波管阴极灯丝电泳方法，其特征在于：所述步骤（1）中，将氧化铝悬浮溶液倒入电泳槽中，然后在电泳槽中添加3～5mL电泳修正溶液，充分搅拌，使氧化铝悬浮溶液和电泳修正溶液混合均匀形成电泳液。

7.如权利要求1所述的X波段空间行波管阴极灯丝电泳方法，其特征在于：所述步骤（4）中，打开电泳电源，将电压瞬间增加，对灯丝以第一电压进行电泳，第一电压为60～75V，然后保持10～20秒钟，在10秒钟内降到第二电压。

8.如权利要求1或7所述的X波段空间行波管阴极灯丝电泳方法，其特征在于：所述步骤（5）中，正常电泳工作的第二电压为10～30V。