CN113823543B - 一种用于多注速调管中的控制极的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种用于多注速调管中的控制极的处理方法，包括将控制极浸入碱洗液中，在超声状态下进行去污处理；对经过所述去污处理的所述控制极清洗后，将所述控制极浸入化学抛光液中进行化学抛光处理；对经过所述化学抛光处理的所述控制极清洗后，将所述控制极浸入电化学抛光液中进行电化学抛光处理；对经过所述电化学抛光处理的所述控制极清洗后，进行干燥处理。
Description
技术领域
本公开涉及多注速调管的技术领域，尤其涉及一种用于多注速调管中的控制极的处理方法。
背景技术
多注速调管是在大功率速调管的基础上，采用多电子注技术而研制成功的一种新型大功率微波放大器件。因多注射调速管具有频带宽、增益和效率高、工作电压低和重量轻等特点，可以应用于雷达系统、加速器、通信和电视广播等微波电子系统。多注速调管中的控制极控制电子注的产生，其通常有18或24个直径为4～4.8mm的孔(例如图1所示)，在机加工过程中会使控制极孔边缘产生毛刺，且控制极的表面较粗糙。控制极孔内壁的毛刺和电子枪阴极蒸发出的材料沉积到粗糙的控制极的表面都容易造成电子枪打火。因此，在生产控制极时需要对控制极进行处理以去除孔内毛刺。
目前，控制极的内孔一般通过手动机械抛光，手动抛光后的每个孔的尺寸相差较大，不能较为精确地控制孔的尺寸变化，同时由于手动机械抛光的受力不均匀，也使得控制极的孔与孔之间容易产生裂缝，造成多注速调管的控制极成品率下降。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对上述技术问题，本公开提供了一种用于多注速调管中的控制极的处理方法，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本公开的技术方案如下：
一种用于多注速调管中的控制极的处理方法，包括：
将控制极浸入碱洗液中，在超声状态下进行去污处理；
对经过上述去污处理的上述控制极清洗后，将上述控制极浸入化学抛光液中进行化学抛光处理；
对经过上述化学抛光处理的上述控制极清洗后，将上述控制极浸入电化学抛光液中进行电化学抛光处理；
对经过上述电化学抛光处理的上述控制极清洗后，进行干燥处理。
在其中一个实施例中，上述将控制极浸入碱洗液中，在超声状态下进行去污处理包括：
将控制极浸入碱洗液中，在温度为85-95℃、超声频率为25-30KHz的状态超声10-20min，进行去污处理。
在其中一个实施例中，上述碱洗液包括NaOH、Na2CO3、Na3PO4和水；
其中，上述NaOH的浓度范围包括10～120g/L；
上述Na2CO3的浓度范围包括20～30g/L；
上述Na3PO4的浓度范围包括50～70g/L。
在其中一个实施例中，上述对经过上述去污处理的上述控制极清洗后，将上述控制极浸入化学抛光液中进行化学抛光处理包括：
对经过去污处理的上述控制极采用纯水清洗后，将上述控制极浸入化学抛光液中进行化学抛光处理；
上述对经过上述化学抛光处理的上述控制极清洗后，将上述控制极浸入电化学抛光液中进行电化学抛光处理包括：
对经过上述化学抛光处理的上述控制极采用纯水清洗后，将上述控制极浸入电化学抛光液中进行电化学抛光处理。
在其中一个实施例中，上述将上述控制极浸入化学抛光液中进行化学抛光处理包括：
将上述控制极浸入化学抛光液中，在25-30℃下抛光3-5s，以进行化学抛光处理。
在其中一个实施例中，上述化学抛光液包括CrO310～15g、H2SO42～5mL和去离子水80～150mL。
在其中一个实施例中，上述将上述控制极浸入电化学抛光液中进行电化学抛光处理包括：
将上述控制极浸入电化学抛光液中，先对上述控制极的内孔壁进行电化学抛光处理5-10s，然后对上述控制极的表面进行电化学抛光处理5-10s。
在其中一个实施例中，上述电化学抛光处理的抛光电压范围包括15-20V。
在其中一个实施例中，上述电化学抛光液包括H3PO4、H2SO4、CrO3和去离子水；
其中，上述H3PO4的浓度范围包括450～550mL/L；
上述H2SO4的浓度范围包括150～350mL/L；
上述CrO3的浓度范围包括20～60g/L。
在其中一个实施例中，上述对经过上述电化学抛光处理的上述控制极清洗包括：
先采用超纯水对上述控制极进行清洗，再采用乙醇对上述控制极进行清洗。
(三)有益效果
本公开的实施例通过采用碱洗液超声去污处理，化学抛光处理，电化学抛光处理等多步处理方法，对多注速调管中的控制极进行处理，较为有效地去除了控制极内孔壁的毛刺，降低了电子枪打火几率。另外，采用本公开的处理方法处理后控制极的孔径大小均匀而且孔与孔之间没有裂缝，提高了控制极的一致性，从而提高了多注速调管的成品率。此外，本公开的处理方法得到的控制极，其表面镜面光亮。
附图说明
图1是相关技术中多注速调管中的控制极的器件实物图；
图2是本公开实施例中多注速调管中的控制极的处理方法的流程图；
图3是未处理的控制极内孔壁的显微镜图；
图4是本公开实施例中采用本公开的控制极处理方法处理后的控制极内孔壁的显微镜图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，以及附图，对本公开作进一步的详细说明。
为了解决上述技术问题，本公开的实施例提供了一种用于多注速调管中的控制极的处理方法，包括：
将控制极浸入碱洗液中，在超声状态下进行去污处理；
对经过去污处理的控制极清洗后，将控制极浸入化学抛光液中进行化学抛光处理；
对经过化学抛光处理的控制极清洗后，将控制极浸入电化学抛光液中进行电化学抛光处理；
对经过电化学抛光处理的控制极清洗后，进行干燥处理。
本公开的实施例通过采用碱洗液超声去污处理，化学抛光处理，电化学抛光处理等多步处理方法，对多注速调管中的控制极进行处理，有效去除了控制极内孔壁的毛刺，降低电子枪打火几率。另外，采用本公开的处理方法处理后控制极的孔径大小均匀而且孔与孔之间没有裂缝，提高了控制极的一致性，从而提高了多注速调管的成品率。
图2是本公开实施例中多注速调管中的控制极的处理方法的流程图。
如图2所示，该多注速调管中的控制极的处理方法包括：操作S101～S104。
在操作S101，将控制极浸入碱洗液中，在超声状态下进行去污处理。
在操作S102，对经过去污处理的控制极清洗后，将控制极浸入化学抛光液中进行化学抛光处理。
在操作S103，对经过化学抛光处理的控制极清洗后，将控制极浸入电化学抛光液中进行电化学抛光处理。
在操作S104，对经过电化学抛光处理的控制极清洗后，进行干燥处理。
根据本公开的实施例，上述操作S101～S104之间可以依次进行。通过本公开的处理方法得到的控制极，其表面镜面光亮，表面粗糙度可以下降到0.09μm以下。
根据本公开的实施例，在操作S101中，将控制极浸入碱洗液中，在超声状态下进行去污处理包括：
将控制极浸入碱洗液中，在温度为85-95℃、超声频率为25-30KHz的状态超声10-20min，进行去污处理。
根据本公开的实施例，在操作S101中，温度可选为85℃、90℃和95℃等。
根据本公开的实施例，在操作S101中，超声频率可选为25KHz、28KHz和30KHz等。
根据本公开的实施例，在操作S101中，超声时间可选为10min、15min和20min等。
根据本公开的实施例，碱洗液包括NaOH、Na2CO3、Na3PO4和水。
根据本公开的实施例，上述碱洗液中，NaOH的浓度范围包括10～120g/L。
根据本公开的实施例，上述碱洗液中，NaOH的浓度可选为10g/L、60g/L和120g/L等。
根据本公开的实施例，上述碱洗液中，Na2CO3的浓度范围包括20～30g/L。
根据本公开的实施例，上述碱洗液中，Na2CO3的浓度可选为20g/L、25g/L和30g/L等。
根据本公开的实施例，上述碱洗液中，Na3PO4的浓度范围包括50～70g/L。
根据本公开的实施例，上述碱洗液中，Na3PO4的浓度可选为50g/L、55g/L、60g/L、65g/L和70g/L等。
根据本公开的实施例，上述碱洗液中的水可选用自来水、去离子水等。
根据本公开的实施例，通过采用碱洗液在超声状态下进行去污处理可以有效去除控制极表面的油污。
根据本公开的实施例，在操作S102中，可以采用纯水对经过去污处理的控制极清洗。以避免自来水中的杂质进入化学抛光液，延长化学抛光液使用寿命。
根据本公开的实施例，在操作S102中，对经过去污处理的控制极清洗后，将控制极浸入化学抛光液中进行化学抛光处理，包括：
将控制极浸入化学抛光液中，在25-30℃下抛光3-5s，以进行化学抛光处理。
根据本公开的实施例，在化学抛光液中的抛光的时间可选为3s、4s和5s等。
根据本公开的实施例，在化学抛光液中抛光的时间可选为25℃、28℃、30℃，等等。
根据本公开的实施例，化学抛光液包括CrO3 10～15g、H2SO4 2～5mL和去离子水80～150mL。
根据本公开的实施例，CrO3的用量可选为10g、12g和15g等。
根据本公开的实施例，H2SO4的用量可选为2mL、3mL和5mL等。
根据本公开的实施例，去离子水的用量可选为80mL、100mL、120mL和150mL等。
根据本公开的实施例，通过采用化学抛光处理可以去除控制极表面的氧化物，同时可以对控制极的表面进行预抛光处理，使控制极表面的粗糙度下降至0.2μm以下。
根据本公开的实施例，在S103中，对经过化学抛光处理后的控制极，可以采用纯水清洗。
根据本公开的实施例，采用纯水对控制极清洗，避免自来水中的杂质进入电化学抛光液中，延长电化学抛光液中的使用寿命。
根据本公开的实施例，在操作S103中，对经过化学抛光处理的控制极清洗后，将控制极浸入电化学抛光液中进行电化学抛光处理，包括：
将控制极浸入电化学抛光液中，先对控制极的内孔壁进行电化学抛光处理5-10s，然后对控制极的表面进行电化学抛光处理5-10s。
根据本公开的实施例，控制极的内孔壁进行电化学抛光处理时间可选为5s、6s、8s和10s等。
根据本公开的实施例，控制极的表面进行电化学抛光处理时间可选为5s、6s、8s和10s等。
根据本公开的实施例，电化学抛光处理的抛光电压范围包括15-20V。
根据本公开的实施例，电化学抛光处理的抛光电压范围可选为15V、18V和20V等。
根据本公开的实施例，在对控制极内孔壁进行电化学抛光时，可选用不锈钢针作为阴极，控制极作为阳极。将作为阴极的不锈钢针插入控制极内孔，并使不锈钢针表面与控制极内孔的内壁之间的距离为1-5mm，即阴极和阳极的间距为1-5mm。
根据本公开的实施例，对控制极的内孔壁进行电化学抛光处理时，阴极和阳极的间距离可选为1mm、2mm、4mm和5mm等。
根据本公开的实施例，在对控制极的表面进行电化学抛光处理时，可采用象形不锈钢作为阴极、控制极作为阳极，并使阴极和阳极的间距离为5～10mm。
象形不锈钢是指形状、结构均与控制极相同的不锈钢。采用象形不锈钢作为阴极，由于其与控制极的形状、结构均相同，则在电化学抛光过程中形成的电场较均匀，有助于提高抛光均匀性。
根据本公开的实施例，对控制极的表面进行电化学抛光处理时，阴阳极间距离可选为5mm、6mm、8mm和10mm等。
根据本公开的实施例，对控制极的表面进行电化学抛光处理时，阴极和阳极的面积比为2∶1；其中阴极面积是象形不锈钢的面积，阳极面积是控制极表面的面积。
根据本公开的实施例，电化学抛光液包括H3PO4、H2SO4、CrO3和去离子水。
根据本公开的实施例，上述电化学抛光液中，H3PO4的浓度范围包括450～550mL/L。
根据本公开的实施例，上述电化学抛光液中，H3PO4的浓度可选为450mL/L、500mL/L和550mL/L等。
根据本公开的实施例，上述电化学抛光液中，H2SO4的浓度范围包括150～350mL/L。
根据本公开的实施例，上述电化学抛光液中，H2SO4的浓度可选为150mL/L、160mL/L、200mL/L、250mL/L、300mL/L和350mL/L等。
根据本公开的实施例，上述电化学抛光液中，CrO3的浓度范围包括20～60g/L。
根据本公开的实施例，上述电化学抛光液中，CrO3的浓度可选为20g/L、50g/L和60g/L等。
根据本公开的实施例，通过将控制极浸入电化学抛光液中，先对控制极的内孔壁进行电化学抛光，可以有效去除控制极孔边缘的毛刺，然后再对控制极的表面进行电化学抛光，可以进一步降低控制极表面的粗糙度，降低电子枪打火的几率。
根据本公开的实施例，在操作S104中，对经过电化学抛光处理的控制极清洗包括：
先采用纯水对控制极进行清洗，再采用乙醇对控制极进行清洗并干燥。
根据本公开的实施例，采用乙醇对控制极清洗的时间可以包括5-10s。
根据本公开的实施例，乙醇可以采用分析级的乙醇。
根据本公开的实施例，纯水的电导率低于0.5ms/cm。
根据本公开的实施例，用纯水清洗控制极可以去除控制极表面多余的溶液，用乙醇对控制极进行清洗可以脱去控制极表面多余的水分，加速控制极的干燥。
以下列举具体实施例来对本公开的技术方案做进一步说明，详细说明如下：
一种用于多注速调管中的控制极的处理方法，包括如下步骤：
(1)将多注速调管的控制极完全浸入到碱洗液中进行超声去污处理，并保证控制极隔离摆放，并在90℃，超声频率为28KHz的条件下，超声处理20min，去除控制极表面的油污。碱洗液采用含有NaOH、Na2CO3和Na3PO4的水溶液，其中，NaOH的浓度为60g/L，Na2CO3的浓度为25g/L，Na3PO4的浓度为55g/L。
(2)采用纯水对经过去污处理的控制极进行清洗后，将控制极浸入化学抛光液中，并在常温下进行化学抛光处理4s，以去除表面氧化物和对控制极的表面进行预抛光，使控制极表面粗糙度可以达到0.2μm以下。化学抛光液包括12g CrO3、3mL H2SO4、100mL H2O。
(3)采用纯水对经过化学抛光处理的控制极进行清洗后，将控制极浸入电化学抛光液中，并在抛光电压为18V的条件下进行电化学抛光处理，以去除控制极孔内壁的毛刺并使控制极表面镜面光亮。电化学抛光液包括H3PO4、H2SO4、CrO3和去离子水，其中H3PO4的浓度为500mL/L，H2SO4的浓度为160mL/L、CrO3的浓度为50g/L。在进行电化学抛光时，先对控制极的内孔壁进行电化学抛光处理6s，可以去除控制极孔边缘的毛刺并使孔边缘形成0.005～0.01mm的R角，降低了电子枪打火的几率，同时经过电化学抛光处理后控制极的孔径大小均匀且孔与孔之间没有裂缝，提高了控制极的一致性，从而提高了多注速调管的成品率。然后再对控制极的表面进行电化学抛光处理8s，使控制极表面镜面光亮，表面粗糙度下降到0.09μm以下。
在对控制极内孔壁进行电化学抛光时，选用不锈钢针作为阴极，控制极为阳极，将作为阴极的不锈钢针插入控制极内孔，并使不锈钢针表面与控制极的内孔壁之间的距离为2mm，即阴极和阳极的间距为2mm。
在对控制极表面进行电化学抛光时，采用象形不锈钢作为阴极、控制极作为阳极，且象形不锈钢的面积与控制极的面积比为2∶1，即阴极和阳极的面积比为2∶1。进行电化学抛光时，将象形不锈钢与控制极面面相对并平行放置，并使象形不锈钢的表面与控制极的表面之间的距离为6mm。
(4)对经过电化学抛光处理后的控制极进行清洗并干燥。清洗过程中，先采用纯水对控制极进行清洗，以去除控制表面多余的电化学抛光液和残留的毛刺等；再采用乙醇对控制极进行清洗5-10s，可以脱去控制极表面多余的水分，缩短干燥的时间。
控制极性能测试：
(1)分别对未经过抛光处理的控制极和经过抛光处理的控制极的孔进行孔径尺寸测量，得出测量如表1所示。
表1
由表1可知，未进行抛光处理的控制极孔径与采用本公开的处理方法抛光后的控制极的孔径相对比，抛光后的控制极孔径的尺寸变化都小于0.01mm，工艺要求孔径尺寸变化小于0.02mm。
(2)采用显微镜分别对未经过抛光处理的控制极和经过抛光处理的控制极观察。
图3为未处理的控制极内孔壁的显微镜图。
图4为本公开实施例中采用本公开的控制极处理方法处理后的控制极内孔壁的显微镜图。
从图3可以看出，未处理的控制极在显微镜中可以观察到控制极内孔壁边缘有明显的毛刺存在。从图4可以看出，采用本公开的控制极抛光处理方法处理后，在显微镜中没有观察到控制极内孔壁边缘的毛刺，同时孔边缘没有裂缝存在。说明采用本公开的控制极抛光处理方法，可以有效去除控制极孔边缘的毛刺，降低电子枪打火的几率，并且孔边缘没有裂缝存在，提高了多注速调管的成品率。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于多注速调管中的控制极的处理方法，包括：
将控制极浸入碱洗液中，在超声状态下进行去污处理；
对经过所述去污处理的所述控制极清洗后，将所述控制极浸入化学抛光液中进行化学抛光处理，使控制极表面的粗糙度下降至0.2μm以下；其中，所述化学抛光液包括CrO3 10～15g、H2SO4 2～5mL和去离子水80～150mL；
对经过所述化学抛光处理的所述控制极清洗后，将所述控制极浸入电化学抛光液中进行电化学抛光处理，使控制极表面的粗糙度下降至0.09μm以下；其中，
选用不锈钢针作为阴极，所述控制极作为阳极，将作为阴极的所述不锈钢针插入所述控制极内孔，对所述控制极内孔壁进行电化学抛光，去除控制极孔边缘的毛刺并使孔边缘形成0.005～0.01mm的R角；
选用象形不锈钢作为阴极，所述控制极作为阳极，将作为阴极的所述象形不锈钢与所述控制极面面相对并平行放置，对所述控制极表面进行电化学抛光；
对经过所述电化学抛光处理的所述控制极清洗后，进行干燥处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述将控制极浸入碱洗液中，在超声状态下进行去污处理包括：
将控制极浸入碱洗液中，在温度为85-95℃、超声频率为25-30KHz的状态超声10-20min，进行去污处理。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述碱洗液包括NaOH、Na2CO3、Na3PO4和水；
其中，所述NaOH的浓度范围包括10～120g/L；
所述Na2CO3的浓度范围包括20～30g/L；
所述Na3PO4的浓度范围包括50～70g/L。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对经过所述去污处理的所述控制极清洗后，将所述控制极浸入化学抛光液中进行化学抛光处理包括：
对经过去污处理的所述控制极采用纯水清洗后，将所述控制极浸入化学抛光液中进行化学抛光处理；
所述对经过所述化学抛光处理的所述控制极清洗后，将所述控制极浸入电化学抛光液中进行电化学抛光处理包括：
对经过所述化学抛光处理的所述控制极采用纯水清洗后，将所述控制极浸入电化学抛光液中进行电化学抛光处理。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述将所述控制极浸入化学抛光液中进行化学抛光处理包括：
将所述控制极浸入化学抛光液中，在25-30℃下抛光3-5s，以进行化学抛光处理。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述将所述控制极浸入电化学抛光液中进行电化学抛光处理包括：
将所述控制极浸入电化学抛光液中，先对所述控制极的内孔壁进行电化学抛光处理5-10s，然后对所述控制极的表面进行电化学抛光处理5-10s。
7.根据权利要求1或6所述的方法，其中，所述电化学抛光处理的抛光电压范围包括15-20V。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述电化学抛光液包括H3PO4、H2SO4、CrO3和去离子水；
其中，所述H3PO4的浓度范围包括450～550mL/L；
所述H2SO4的浓度范围包括150～350mL/L；
所述CrO3的浓度范围包括20～60g/L。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对经过所述电化学抛光处理的所述控制极清洗包括：
先采用超纯水对所述控制极进行清洗，再采用乙醇对所述控制极进行清洗。
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