CN109238617A - 一种径向周期永磁聚焦系统的老化方法 - Google Patents

一种径向周期永磁聚焦系统的老化方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种径向周期永磁聚焦系统的老化方法，所述方法包括以下步骤：(1)检查筛选、(2)机械强度试验、(3)第一轮温度冲击试验、(4)第二轮温度冲击试验和(5)后处理，所述老化过程用时12周。采用该方法只需要12周的时间就可以设计制作出可供工程实用的稳定可靠的磁系统，从而节省了时间和经费，具有较高的推广价值。

Description

一种径向周期永磁聚焦系统的老化方法
技术领域
本发明涉及微波真空器件领域技术领域，尤其涉及一种径向周期永磁聚焦系统的老化方法。
背景技术
常见的微波管聚焦系统主要有均匀磁场聚焦系统、周期永磁聚焦系统和静电聚焦系统3类。其中周期永磁聚焦系统在行波管和速调管中采用较为普遍，其中最常采用的磁铁是钐钴永磁铁(包含SmCo5和Sm2Co17)。周期永磁聚焦系统又分为轴向(厚度方向)周期永磁聚焦系统和径向(直径方向)周期永磁聚焦系统两类。其主要区别就是对钐钴磁铁的充退磁方向分别在轴向和径向。
钐钴磁铁是一种稀土磁铁，是由钐、钴和其它金属稀土材料经配比制成的一种磁铁，主要型号为SmCo5和Sm2Co17。钐钴磁铁具有较高的最大磁能积(BHmax)，较高矫顽力，易碎，易裂。其中Sm2Co17合金的最大磁能积为26MGOe，矫顽力为9750奥斯特，居里温度为825℃，最高工作温度为350℃。在中大功率的速调管中常常采用径向周期永磁聚焦系统，因为钐钴磁铁自身的原因，径向充磁时容易导致磁场不均匀，并且在速调管工作时磁铁自身一直处于退磁场中，因此整个磁系统的磁场强度往往会随着时间的推移慢慢减弱。无论是磁场不均匀还是磁场减弱都会极大的损坏速调管的性能，最终导致管子失效。
在实践过程中，工程设计人员往往会对设计制作好的磁系统进行时效稳定度试验，时间长达1到3年。这也是速调管研制周期过长的重要原因之一。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种径向周期永磁聚焦系统的老化方法，采用该方法只需要12周的时间就可以设计制作出可供工程实用的稳定可靠的磁系统，从而节省了时间和经费，具有较高的推广价值。
本发明提出的一种径向周期永磁聚焦系统的老化方法，所述方法包括以下步骤：(1)检查筛选、(2)机械强度试验、(3)第一轮温度冲击试验、(4)第二轮温度冲击试验和(5)后处理，所述老化过程用时12周。
作为优选，步骤(2)中具体过程为：先对磁系统进行充磁至磁场值达到设计值的120％～130％，在冲击试验台上对磁系统进行机械强度试验，每分钟冲击60次，高度为100mm，连续试验30分钟，试验时磁系统应固定，固定时需用非磁性材料(铜、铝等)。试验结束后对此磁系统进行外观检查，并对磁场值进行测试，磁场值的变化范围在±2％，超出±2％的变化范围判定为不合格品，剔除不合格品，留下合格品。
作为优选，步骤(3)中具体过程为：试验在高低温箱中进行，将高低温箱的温度在15min分钟内加热到100℃，保持30min后在15分钟内加热到150℃，保持30min，随后自然冷却至室温，然后在30min内冷却至-60℃，保持60min，再在20min内冷却至-85℃，保持60min，随后自然升温至室温取出，试验结束后对此磁系统进行外观检查，并对磁场值进行测试，磁场值的变化应在±5％以内，超出±5％的变化范围判定为不合格品，剔除不合格品，留下合格品。
作为优选，第一轮温度冲击试验结束后再对磁系统重新进行充退磁工作，磁场值充至设计值的110％至115％，随后在高低温箱中进行步骤(4)，步骤(4)中具体过程为：在15min分钟内将高低温箱的温度加热到100℃，保持30min后在15分钟内加热到150℃，保持30min后自然冷却至室温，然后在30min内冷却至-60℃，保持60min后在20min内冷却至-85℃，保持60min，随后自然升温至室温取出。试验结束后对此磁系统进行外观检查，并对磁场值进行测试，磁场值的变化应在±3％以内，超出±3％的变化范围判定为不合格品，剔除不合格品，留下合格品。
作为优选，第二轮温度冲击试验结束后进行步骤(5)，步骤(5)中具体过程为：对磁系统磁场值进行测量，磁场值范围应为设计值的108-115％，超出所述范围的判定为不合格，剔除不合格品，对合格的磁系统进行包装待用。
作为优选，步骤(3)每周进行一次，连续6周内共进行6次试验，并记录每次的试验数据，将该次试验数据与其相邻的上一次的磁场试验数据进行对比，若超过±3％，则判定为不合格品。
作为优选，步骤(4)每周进行一次，连续6周内共进行6次试验，并记录每次的试验数据，将该次试验数据与其相邻的上一次的磁场试验数据进行对比，若超过±3％，则判定为不合格品。
作为优选，所用包装应保证磁系统与所有铁磁性物体的距离≥20cm。
作为优选，步骤(1)中，检查磁系统尺寸和材料外观，根据磁系统尺寸和材料外观剔除不合格品。
本发明技术方案中的老化方法只需12周就可以设计制作出可供工程实用的磁系统，避免了现有技术中速调管研制周期过长的问题，提高了生产效率，且所得磁系统稳定可靠，从而节省了时间和经费，具有较高的推广价值。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种径向周期永磁聚焦系统的老化方法，所述老化过程用时12周，所述方法包括以下步骤：
(1)检查筛选：检查磁系统尺寸和材料外观，根据磁系统尺寸和材料外观剔除不合格品。
(2)机械强度试验：先对磁系统进行充磁至磁场值达到设计值的120％～130％，在冲击试验台上对磁系统进行机械强度试验，每分钟冲击60次，高度为100mm，连续试验30分钟，试验时磁系统应固定，固定时需用非磁性材料(铜、铝等)。试验结束后对此磁系统进行外观检查，并对磁场值进行测试，磁场值的变化范围在±2％，超出±2％的变化范围判定为不合格品，剔除不合格品，留下合格品。
(3)第一轮温度冲击试验：试验在高低温箱中进行，将高低温箱的温度在15min分钟内加热到100℃，保持30min后在15分钟内加热到150℃，保持30min，随后自然冷却至室温，然后在30min内冷却至-60℃，保持60min，再在20min内冷却至-85℃，保持60min，随后自然升温至室温取出，试验结束后对此磁系统进行外观检查，并对磁场值进行测试，磁场值的变化应在±5％以内，超出±5％的变化范围判定为不合格品，剔除不合格品，留下合格品；第一轮温度冲击试验每周进行一次，连续6周内共进行6次试验，并记录每次的试验数据，将该次试验数据与其相邻的上一次的磁场试验数据进行对比，若超过±3％，则判定为不合格品
(4)第二轮温度冲击试验：第一轮温度冲击试验结束后再对磁系统重新进行充退磁工作，磁场值充至设计值的110％至115％，随后在高低温箱中进行第二轮温度冲击试验，具体过程为：在15min分钟内将高低温箱的温度加热到100℃，保持30min后在15分钟内加热到150℃，保持30min后自然冷却至室温，然后在30min内冷却至-60℃，保持60min后在20min内冷却至-85℃，保持60min，随后自然升温至室温取出。试验结束后对此磁系统进行外观检查，并对磁场值进行测试，磁场值的变化应在±3％以内，超出±3％的变化范围判定为不合格品，剔除不合格品，留下合格品；第二轮温度冲击试验每周进行一次，连续6周内共进行6次试验，并记录每次的试验数据，将该次试验数据与其相邻的上一次的磁场试验数据进行对比，若超过±3％，则判定为不合格品
(5)后处理：对磁系统磁场值进行测量，磁场值范围应为设计值的108-115％，超出所述范围的判定为不合格，剔除不合格品，对合格的磁系统进行包装待用，所用包装应保证磁系统与所有铁磁性物体的距离≥20cm。
采用此工艺老化后的磁系统，在S波段和C波段的多只速调管中，经过10余年的实际应用未发生磁系统失效。现有技术中的磁系统的失效率一度达到15％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种径向周期永磁聚焦系统的老化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)检查筛选、(2)机械强度试验、(3)第一轮温度冲击试验、(4)第二轮温度冲击试验和(5)后处理，所述老化过程用时12周。
2.根据权利要求1所述的一种径向周期永磁聚焦系统的老化方法，其特征在于，步骤(2)中具体过程为：先对磁系统进行充磁至磁场值达到设计值的120％～130％，在冲击试验台上对磁系统进行机械强度试验，每分钟冲击60次，高度为100mm，连续试验30分钟，试验结束后对此磁系统进行外观检查，并对磁场值进行测试，磁场值的变化范围在±2％，超出±2％的变化范围判定为不合格品，剔除不合格品，留下合格品。
3.根据权利要求1所述的一种径向周期永磁聚焦系统的老化方法，其特征在于，步骤(3)中具体过程为：试验在高低温箱中进行，将高低温箱的温度在15min分钟内加热到100℃，保持30min后在15分钟内加热到150℃，保持30min，随后自然冷却至室温，然后在30min内冷却至-60℃，保持60min，再在20min内冷却至-85℃，保持60min，随后自然升温至室温取出，试验结束后对此磁系统进行外观检查，并对磁场值进行测试，磁场值的变化应在±5％以内，超出±5％的变化范围判定为不合格品，剔除不合格品，留下合格品。
4.根据权利要求1所述的一种径向周期永磁聚焦系统的老化方法，其特征在于，第一轮温度冲击试验结束后再对磁系统重新进行充退磁工作，磁场值充至设计值的110％至115％，随后在高低温箱中进行步骤(4)，步骤(4)中具体过程为：在15min分钟内将高低温箱的温度加热到100℃，保持30min后在15分钟内加热到150℃，保持30min后自然冷却至室温，然后在30min内冷却至-60℃，保持60min后在20min内冷却至-85℃，保持60min，随后自然升温至室温取出。试验结束后对此磁系统进行外观检查，并对磁场值进行测试，磁场值的变化应在±3％以内，超出±3％的变化范围判定为不合格品，剔除不合格品，留下合格品。
5.根据权利要求1所述的一种径向周期永磁聚焦系统的老化方法，其特征在于，第二轮温度冲击试验结束后进行步骤(5)，步骤(5)中具体过程为：对磁系统磁场值进行测量，磁场值范围应为设计值的108-115％，超出所述范围的判定为不合格，剔除不合格品，对合格的磁系统进行包装待用。
6.根据权利要求3所述的一种径向周期永磁聚焦系统的老化方法，其特征在于，步骤(3)每周进行一次，连续6周内共进行6次试验，并记录每次的试验数据，将该次试验数据与其相邻的上一次的磁场试验数据进行对比，若超过±3％，则判定为不合格品。
7.根据权利要求4所述的一种径向周期永磁聚焦系统的老化方法，其特征在于，步骤(4)每周进行一次，连续6周内共进行6次试验，并记录每次的试验数据，将该次试验数据与其相邻的上一次的磁场试验数据进行对比，若超过±3％，则判定为不合格品。
8.根据权利要求5所述的一种径向周期永磁聚焦系统的老化方法，其特征在于，所用包装应保证磁系统与所有铁磁性物体的距离≥20cm。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种径向周期永磁聚焦系统的老化方法，其特征在于，步骤(1)中，检查磁系统尺寸和材料外观，根据磁系统尺寸和材料外观剔除不合格品。
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