CN1503301A - 磁控管以及连接磁控管元件的方法 - Google Patents

Abstract

磁控管包括具有阳极圆筒和阳极叶片的阳极、灯丝阴极、冷凝器、轭流圈、多根为灯丝供电的引线、磁体、极靴、形成磁路的磁轭、将产生的微波发射到磁控管外部的天线馈线和天线帽、在磁控管的金属元件和陶瓷元件之间由连接材料形成的连接，其特征在于连接材料在金属元件与陶瓷元件之间扩散并直接渗透到陶瓷元件的内部，从而连接两个元件，因此提高磁控管的可靠性，满足简单的元件组装过程和简单的磁控管制造过程，允许制造工艺的简化和制造成本的降低，并且由于避免了使用高温炉而节省了设备成本。

Description

磁控管以及连接磁控管元件的方法

本申请要求2002年11月20日提交的韩国专利申请P2002-72436的权利，该专利申请在此引用作为参考文献。

发明背景

发明领域

本发明涉及产生微波的磁控管。

相关技术背景

一般地，磁控管应用于微波炉、等离子发光设备、干燥器及其它微波系统中。

当为磁控管供电时，磁控管，一种真空管，从阴极发出热电子，通过与强电子场和磁场的相互作用产生微波。如此产生的微波通过天线馈线发射到磁控管外部，用作加热物体的热源。

磁控管包括具有阳极圆筒和阳极叶片的阳极，具有灯丝的阴极，冷凝器，轭流圈，为灯丝供电的引线，一对磁体，一对极靴，形成磁路的磁轭，天线馈线以及将产生的微波发射到磁控管外部的天线帽。

磁控管在本质上是需要保持在真空中的器件，器件中元件的连接状态对磁控管的性能有很大影响。但是，在元件之间需要气密封的器件中，存在陶瓷与金属的连接。因此，为了保持磁控管的性能，需要精确连接金属元件和陶瓷元件的技术。

图1示意性表示相关技术磁控管中灯丝引线和外部引线的连接。图1表示连接在灯丝11上的一对灯丝引线15和连接大轭流圈(未示出)上的一对外部引线22，并且表示形成一部分真空室的金属下密封14以及陶瓷芯柱21，这将在下面解释。

参看图1，在灯丝11顶部和底部具有上端屏蔽12和下端屏蔽13。在灯丝11下面具有一对灯丝引线15连接在其上面，灯丝11下面用于保持阳极圆筒(未示出)内下部空间气密封的下密封14，在下密封14下面的陶瓷芯柱21。虽然没有示出，但外部引线22连接在从陶瓷芯柱21中通过的轭流圈上。

陶瓷芯柱21的顶部具有端子板23，用于分别连接一对灯丝引线15和一对外部引线22。更具体地，虽然没有示出，但端子板23包括没有接触的两片，将一根灯丝引线15和一根外部引线22连接在其中一片上，将另外一根灯丝引线15和另外一根外部引线22连接在另外一片上。这样，借助两片端子板23，一对灯丝引线15和一对外部引线22从相反的侧面连接在一起。

但是，制造上述结构需要将很多元件连接在一起，相关技术的制造工艺非常复杂。也就是，将端子板23与陶瓷芯柱21顶部铜焊时，由于不可能在陶瓷芯柱21的表面直接铜焊，在利用铜焊连接端子板23之前在陶瓷芯柱的顶部表面形成额外的金属膜。因此，在相关技术中，需要进行金属化以在陶瓷芯柱21的连接表面上形成金属膜。

因为利用普通铜焊直接连接是不可能的，这样对于金属元件与陶瓷元件的精确连接，当事先在陶瓷元件上形成金属膜后，利用铜焊连接金属元件和金属膜。也就是，因为在相关技术中不可能直接连接金属和陶瓷，所以进行金属化过程，在陶瓷元件表面形成金属膜，形成金属与金属的连接。

在金属化过程中，含有钼Mo和锰Mn的膏涂在陶瓷表面，接着在高于1600℃的温度下加热，在陶瓷表面形成金属膜。但是，金属化不但使生产工艺复杂化，而且生产成本高，因为需要额外的炉子。

并且，将灯丝引线15连接到端子板23的一侧以及将外部引线22连接到端子板22的另一侧需要复杂的工艺，导致低的生产率。

而且，端子板23薄，容易变形，导致端子板23与陶瓷芯柱21之间铜焊的缺陷，并难以正确定位灯丝引线15，造成磁控管的可靠性和性能差。

发明概述

因此，本发明涉及充分避免由于相关技术的局限和不足引起的一个或多个问题的磁控管。

本发明的一个目的是提供一种磁控管，防止由于元件之间连接缺陷引起的真空泄露。

本发明的另一个目的是提供能容易地组装元件的磁控管。

本发明的再一个目的是提供一种能够改善连接和组装的连接磁控管元件的方法。

本发明的其它特征和优点，一部分将在下面的描述中给出，另一部分将从描述中更清楚，或者从实施本发明中了解。本发明的目的和其它优点将通过书面描述和权利要求以及附图中特别指出的结构实现并获得。

为了达到这些和其它优点并根据本发明的目的，如实施例及宽泛说明的那样，磁控管包括具有阳极圆筒和阳极叶片的阳极、灯丝阴极、冷凝器、轭流圈、多根为灯丝供电的引线、磁体、极靴、形成磁路的磁轭、将产生的微波发射到磁控管外部的天线馈线和天线帽、在磁控管的金属元件和陶瓷元件之间由连接材料形成的连接，其特征在于连接材料在金属元件与陶瓷元件之间扩散并直接渗透到陶瓷元件的内部，从而连接两个元件。

连接形成于阳极圆筒顶部的上密封和天线帽底部的上陶瓷之间的部分，连接形成于支撑围绕在天线馈线顶端的排气管的金属排气管支座和天线帽下面的上陶瓷之间的部分，连接形成于阳极圆筒下面的下密封和允许通过多根引线的陶瓷芯柱之间的部分。

连接形成于引线从中通过的陶瓷芯柱的插孔内，连接形成于连接到灯丝的灯丝引线和连接到轭流圈的外部引线之间的部分。外部引线的直径等于或者大于灯丝引线的直径，外部引线在其一个末端具有凹口，用于插入灯丝引线的末端。灯丝引线在其一个末端具有一定深度的凹口，外部引线在其一个末端具有尖端，用于插入凹口中。

连接材料是银-铜-添加剂的合金。添加剂的含量为1-10wt％。连接材料中的成分比例银∶铜∶添加剂为60-80wt％∶10-39wt％∶1-10wt％。添加剂是从钛、锡和锆的至少一种之中选出的材料，其特征在于连接材料可以具有的成分比例银∶铜∶钛为60-80wt％∶10-39wt％∶1-10wt％，银∶铜∶锡为60-80wt％∶10-39wt％∶1-10wt％，银∶铜∶锆为60-80wt％∶10-39wt％∶1-10wt％，银∶铜∶钛为60-68wt％∶27-33wt％∶2-5wt％。

在本发明的另一个方面中，提供了一种连接磁控管元件的方法，包括以下步骤：(a)向包括金属元件和陶瓷元件之间以及灯丝引线和外部引线之间的部分的被连接部分提供连接材料；(b)将连接材料暴露在预定温度和预定环境下，使连接材料扩散到被连接的部分中，渗透到陶瓷元件的内部；以及(c)将连接材料冷却，连接被连接的部分。

步骤(a)包括以下步骤：(a1)为阳极圆筒下面的下密封和陶瓷芯柱之间的部分提供连接材料；(a2)为阳极圆筒顶部的上密封和天线帽下面的上陶瓷之间的部分提供连接材料；(a3)为陶瓷芯柱中的插孔和穿过插孔的灯丝引线之间以及插孔和穿过插孔的外部引线之间的部分提供连接材料；以及(a4)为灯丝引线和外部引线之间的部分提供连接材料。

步骤(a3)包括的步骤为：将薄带形的插入材料轧成圆柱形，并插入插孔中，将连接材料插入插孔的内壁表面，将灯丝引线和外部引线从插孔的相反侧穿过圆柱连接材料的内部插入插孔。步骤(a3)包括的步骤为：将已经制备好的圆柱形连接材料插入插孔中，将连接材料插入插孔的内壁表面，将灯丝引线和外部引线从插孔的相反侧穿过圆柱连接材料的内部插入插孔。

步骤(a4)包括的步骤为：在外部引线的一个末端中形成一定深度的凹口，将连接材料放入凹口中，将灯丝引线末端插入凹口中。步骤(a4)包括的步骤为：在灯丝引线的一个末端中形成凹口，在外部引线的一个末端形成尖端，将连接材料放入凹口中，将尖端插入凹口中。

步骤(a)包括的步骤为：提供连接材料，其厚度为50-200微米。

步骤(b)包括的步骤为：将连接材料暴露在800-1000℃的温度范围内，用于扩散和渗透连接材料，其特征在于步骤(b)包括的步骤为：将连接材料暴露在真空中，用于当真空度为1×10^-3-1×10^-5托时扩散和渗透连接材料。或者可供选择的是，步骤(b)包括的步骤为：将连接材料暴露在氢气中，用于扩散和渗透连接材料；或者步骤(b)包括的步骤为：将连接材料暴露在氩气中，用于扩散和渗透连接材料。

应该理解的是，上面的一般性描述和下面的详细描述都是例证性的和解释性的，是为了对如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。

附图简述

所提供的附图是为了进一步理解本发明，附图包括在本申请中并作为说明书的一部分。附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

在附图中：

图1是示意性地表示相关技术磁控管灯丝引线与外部引线连接的剖面；

图2表示根据本发明优选实施例的整个磁控管的剖面；

图3表示根据本发明第一优选实施例的磁控管灯丝引线和外部引线连接的剖面；

图4表示根据本发明第二优选实施例的磁控管灯丝引线和外部引线连接的剖面；

图5表示根据本发明第三优选实施例的磁控管灯丝引线和外部引线连接的剖面；

图6表示根据本发明优选实施例的连接元件添加剂重量百分比与连接强度的曲线；

图7表示根据本发明优选实施例的连接元件添加剂重量百分比与连接元件熔点的曲线；

图8表示根据本发明优选实施例连接元件扩散深度与温度的曲线；

图9A表示实际连接部分良好连接的照片；以及

图9B表示由连接组元过量扩散引起实际连接部分较差连接的照片。

优选实施例详述

下面将详细描述本发明的优选实施例，其中的实例表示在附图中。在对本发明实施例解释时，相同的元件被赋予相同的名称和符号，其中将省去重复的解释。下面参看图2将解释根据本发明优选实施例的磁控管。

参看图2，阳极110包括阳极圆筒111以及阳极叶片112。阳极圆筒111是顶和底都开放的圆柱形。阳极叶片112沿径向从阳极圆筒111的内圆周上伸出。相邻阳极叶片112之间的空间形成谐振腔。

灯丝120，它用作阴极，装在多个叶片112的中心空间内，在灯丝120与阳极叶片112之间有交互作用空间，电场和磁场在其中交互作用。在灯丝120的顶部和底部具有上端屏蔽121和下端屏蔽122，一对灯丝引线160连接到灯丝120的下端。

上极靴133装在阳极圆筒111的顶部开放端内，垂直于阳极110和灯丝120的轴线，同样地，下极靴134装在阳极圆筒111的底部开放端内。

装在阳极圆筒111顶部和底部的上密封140和下密封150，都是圆柱形的金属容器。上密封140在阳极圆筒111顶部与上陶瓷330之间密封，以及下密封150在阳极圆筒111底部与陶瓷芯柱240之间密封，将分别在下面解释。

在圆柱形上密封140和圆柱形下密封150的外圆周分别具有一对磁体131，以及环绕上述元件的磁轭101。磁轭101与上极靴133和下极靴134一起形成磁路。多个冷却脚180，其一端包围在阳极圆筒111的外圆周上，另一端排列在磁轭101的内部空间，用于散发阳极110产生的热量。

在下密封150的底部具有陶瓷芯柱240，陶瓷芯柱240下面有轭流圈230。如图3所示，一对外部引线250都连接在轭流圈230上，一对灯丝引线160穿过插孔241，插孔241垂直通过陶瓷芯柱240，这将在下面解释。

磁轭101下面是过滤器盒210，用于固定陶瓷芯柱240和轭流圈230，冷凝器220装在过滤器盒210的一侧。冷凝器220连接在过滤器盒210中的轭流圈230上，为灯丝120供电。

天线馈线310安装为使其下端连接到任一个阳极叶片112上，其上端连接到排气管340顶端的平头341。如图2所示，排气管340支撑在排气管支座350上，排气管支座350固定在陶瓷330的顶部。天线帽320安装后将排气管340和平头341密闭。上陶瓷330装在天线帽320下端与上密封140之间。

在本发明的上述磁控管中，从排气管340开始连续数下去，上陶瓷330、上密封140、阳极圆筒111，下密封150，到陶瓷芯柱240顶部的内部空间需要维持真空。因此，排气管340、上陶瓷330、上密封140、阳极圆筒111、下密封150和陶瓷芯柱240之间需要完美的连接，用以防止真空的泄露。

为了达到这个目的，陶瓷芯柱240和金属的下密封150，上陶瓷330与金属的上密封140，陶瓷的上陶瓷330与金属的排气管支座350，用连接材料F连接。

在该实施例中，连接材料F提供在磁控管中的金属元件与陶瓷元件之间的连接部分，即排气管支座350和上陶瓷330之间的连接部分，上密封140与上陶瓷330之间的连接部分，下密封150与陶瓷芯柱240之间的连接部分，并在预定的温度和环境下将其扩散渗透到陶瓷元件的内部，将两个元件连接在一起。与使用铜焊连接两个元件的相关技术磁控管的不同之处在于，本发明的磁控管中两个元件的连接不需要事先通过金属化在陶瓷的上陶瓷330和陶瓷芯柱240的表面形成金属膜。这是因为本发明的连接材料F不是通过诸如锡焊之类的过程涂敷的，而是一种在给定外部条件下激活的活性铜焊填料，此条件是连接材料事先提供到连接部分上并扩散渗透到陶瓷元件的内部。本发明的这个连接原理与扩散焊接原理相同。

本发明的连接材料F也提供到灯丝引线160和外部引线250的连接部分，并用于连接两个元件，这将参考图3-5进行解释。如上所述，灯丝引线160和外部引线250并不是作为整体制作，而是独立的，然后连接，因为这样做是经济的：可以将昂贵的钼制灯丝引线160的长度减小到最低程度，而外部引线250是一种便宜的其它材料，例如不锈钢或钢，并将两个元件连接在一起。

图3表示根据本发明第一优选实施例的磁控管灯丝引线和外部引线连接的剖面。

参看图3，一对插孔241沿上/下方向穿过陶瓷芯柱240，一对灯丝引线160和一对外部引线分别沿插孔241的相反方向插在其中。一对灯丝引线160和一对外部引线的端部在插孔中连接在一起。在该实施例中，如图3所示，连接材料F提供在灯丝引线160和外部引线250之间，以及灯丝引线160和插孔241之间，外部引线250与插孔241之间。这样，在插孔241中具有连接材料，防止连接后真空的泄露。

图4表示根据本发明第二优选实施例的磁控管灯丝引线和外部引线连接的剖面。

参看图4，一对插孔241沿上和下方向穿过陶瓷芯柱240。插孔241中的每一个具有上部分，以及直径大于上部分的下部分，用于接收直径大于灯丝引线160的外部引线250。一般地，将昂贵的钼制灯丝引线160制造得较小，而由便宜的不锈钢或钢制成外部引线，以降低成本。对于密封连接这两个不同直径的引线，需要下面的连接。

参看图4，外部引线250在其一个末端具有一定深度的凹口251，灯丝引线160的末端插在其中，并用连接材料F牢固地连接。为达到这个目的，凹口251的内径略大于灯丝引线160的直径，连接材料放在凹口251内部以及插孔241的上部分和下部分中。

图5表示根据本发明第三优选实施例的磁控管灯丝引线和外部引线连接的剖面。

参看图5，一对直径均匀的插孔241沿上和下方向穿过陶瓷芯柱240。灯丝引线160和外部引线250从插孔241的上侧和下侧插入插孔中，并用连接材料连接。如图5所示，灯丝引线160在其一个末端具有一定深度的凹口161，外部引线具有与凹口161一致的尖端。如图5所示，连接材料F放在凹口161内部以及插孔241的上部分和下部分中。

因此，根据图3-5，与一对灯丝引线160和一对外部引线250铜焊在金属端子板的相反侧面上的相关技术不同，在陶瓷芯柱240中的插孔241内将一对灯丝引线160和一对外部引线250直接连接，便于简单连接以及防止连接缺陷引起的真空泄露。

同时，考虑到连接强度和气密性，连接材料F是以银和铜为主要成分的合金，加入添加剂，使扩散和渗透到陶瓷基体内成为可能，并增大了连接强度。添加剂可以从包括钛、锡和锆的一组材料中选择。

下面将详细解释。连接材料，银-铜-添加剂的合金，包括1-10wt％的添加剂，具体地，60-80wt％银，10-39wt％铜，和1-10wt％的添加剂，添加剂从包括钛、锡和锆的一组材料中选择。例如，如果连接材料F包括银-铜-钛，则连接材料F可以包括60-80wt％银，10-39wt％铜，和1-10wt％钛；如果连接材料包括银-铜-锡，则连接材料可以包括60-80wt％银，10-39wt％铜，和1-10wt％锡；如果连接材料包括银-铜-锆，则连接材料可以包括60-80wt％银，10-39wt％铜，和1-10wt％锆。

同时，参看图6，因为如果添加剂的含量，例如钛，低于1wt％，连接强度下降到约低于50kg，因此甚至在弱的外部力作用下连接也变得易于断裂，形成连接缺陷并且由于低的连接强度不能维持真空度。由于不能维持真空度导致不能产生微波，则丧失了磁控管的功能，所以需要连接材料F中添加剂的含量高于1wt％。相反，如果添加剂含量超过10wt％，足够数量的连接材料F扩散并渗透到陶瓷元件即上陶瓷330和陶瓷芯柱240中，开始导致其中的裂纹。如图6所示，添加剂含量越高，裂纹的数量越多，从而不能维持真空度。这样，虽然较高的添加剂含量提高连接的可靠性，增强连接强度，但含量过多导致过多地渗透到陶瓷元件中，使陶瓷元件中出现裂纹。这样，添加剂的含量具有如上所述极限的限制，并且根据上述实验数据，本发明提出添加剂含量的范围为1wt％-10wt％。

另一方面，确定添加剂百分含量需要另外的标准。即，如果添加剂，例如钛，其百分含量在不出现裂纹的范围内增大仅是考虑连接强度，则会产生另一个问题，即，产生与连接温度相关的问题。具体说，参看图7，如果添加剂含量增大，连接材料的熔点上升，产生如下的不良作用。首先，由于连接材料的熔点上升较多就需要较高温度的炉子。其次，如果连接材料的熔点上升到接近用作基体元件的金属成分例如Cu(熔点1080℃)，Fe(熔点1400℃)的材料熔点，则当基体元件开始熔化造成基体元件损坏时连接目的和连接变得毫无意义。因此，需要降低连接的熔点，将这一方面考虑在内确定添加剂的成分比。由于具有最低熔点的银-铜的最理想比例约为7∶3，因此本发明提出银-铜-添加剂(如果是钛)为65-68∶27-33∶2-5wt％，这是在考虑上述需要时从大量实验中得到的最佳重量比。

下面详细连接磁控管元件的方法。

参看图2，在钼制灯丝160与不锈钢或钢制外部引线250之间的连接部分，以及金属元件和陶瓷元件之间的连接部分中放入连接材料F。金属元件和陶瓷元件之间的连接部分包括灯丝引线160和陶瓷芯柱240之间插孔241的间隙，外部引线250和陶瓷芯柱240之间插孔241的间隙，下密封150与陶瓷芯柱240的连接部分，上密封140与上陶瓷330的连接部分，上陶瓷330与排气管支座350的连接部分。

当连接材料放入插孔241的内壁表面时，在轧成圆柱形的薄带插入材料插入插孔241后，或者已经制备好的圆柱形连接材料插入插孔241后，灯丝引线160和外部引线250从插孔241的相反侧穿过圆柱形连接材料的内部插入。当然，连接材料F也可以以分成很多片的连接材料形式提供到插孔241的内壁表面上。或者薄带状的连接材料可以在插入插孔241之前轧在灯丝引线160或外部引线250的外圆周表面上。

连接材料F也用于灯丝引线末端与外部引线250末端之间的连接部分，而灯丝引线和外部引线都连接在插孔的内部。当连接材料F用于灯丝引线末端与外部引线250末端之间的连接部分时，根据灯丝引线160和外部引线250的连接形式可以使用下面不同的方法，其中一个将参考图4进行解释。

在外部引线250末端形成一定深度的凹口251，其直径大于灯丝引线160的末端。连接材料F放在凹口251中。一旦放入连接材料F，则将灯丝引线160的末端插入凹口251中。

参考图5解释另一个提供方法。在外部引线250的末端形成一定深度的凹口151。接着，在外部引线250的末端形成尖端插入凹口161中。在时间上形成凹口161和尖端252的步骤没有次序，如果需要，可以首先在灯丝引线160上形成尖端，而后在外部引线250中形成凹口161。接着，当连接材料放入凹口161后，将尖端252插入凹口161中，完成连接材料的提供。

同时，连接材料F的厚度对连接强度和气密性有很大影响。也就是，如果连接太厚，足够量的连接渗透到陶瓷元件中，导致陶瓷元件中的裂纹，并且当连接元件间的间隙变大时，气密性变差。与此相反，如果连接材料太薄，连接元件间的连接强度变差。因此，考虑所有的条件，优选的连接材料F的厚度为50-200微米。

当放入连接材料F完成时，将连接材料放置于预定的温度和预定的环境中，从而连接材料F扩散并渗透到连接部分中。对连接材料F设定的预定温度和预定环境是影响连接材料F活性的主要因素。

图8表示根据本发明优选实施例的连接材料在连接元件中的扩散深度与温度的曲线，从中可以看出连接材料的渗透深度和渗透速率受温度的影响。图8表示连接材料银-铜-钛的成分为重量百分比67∶30∶3的实施例，其中纵坐标是渗透深度，横坐标是温度。参看图8，连接材料在500℃附近开始固态扩散，在高于800℃当连接材料F到达熔点时开始液态扩散，快速渗透到陶瓷基元件中，快速增大了渗透深度。由于为了防止连接缺陷，连接材料F的渗透深度最小需要0.2微米，而渗透深度超过1.0微米将导致基体元件中出现裂纹，因此需要考虑到渗透深度来确定连接材料F所暴露的温度，即使是连接材料具有相同的成分。在该实施例中，需要最低的暴露温度高于连接材料F的熔点，最高暴露温度是渗透深度低于1.0微米的温度。当然，需要使暴露温度低于金属基元件的熔点，以避免连接材料附近金属元件，例如上密封140，下密封150，排气管支座350的热变形和熔化。因此，本发明提出连接材料F的暴露温度为800-1000℃。

图9A表示实际连接部分良好连接的照片，图9B表示连接材料过量扩散引起实际连接部分较差连接的照片。图9A表示聚结铜和陶瓷间良好连接的样品的照片，其中箭头所指的连接是均匀的。与此相反，图9B表示连接材料渗透到陶瓷元件中较深的深度，在下侧形成一个很不均匀的边界层，形成由过量扩散引起的裂纹。因此，仅当按本发明考虑上述各种条件后提出的方法进行连接时能够获得良好连接。

同时，连接材料F可以以一定温度暴露在真空下，以防止连接材料F的氧化和活性下降。为了有效防止氧化造成的连接缺陷，连接材料需要在真空度高于至少1×10^-3托时进行连接，连接的最佳条件是理想的真空度范围为1×10^-5托。

也可以在连接材料F暴露在上述温度下以及氢气和/或氩气中的条件下进行连接材料F的连接。

接着，一旦连接材料完成渗透，通过冷却连接材料F完成连接部分的连接。连接材料可以自然冷却到室温，或者通过外部热源人工进行。

下面解释按上述方法制作的本发明磁控管的运行。

当通过灯丝引线160为灯丝120供电时，从灯丝120上发射出热电子。由于灯丝120与阳极110之间具有高压，因此形成电场。与此同时，一对磁体131产生磁场，并聚焦在阳极圆筒111内。

在阳极叶片112边缘和灯丝120之间的作用空间中，电场和磁场交互作用产生微波。

由此产生的微波通过天线馈线310发射，并通过上陶瓷330和天线帽320辐射到磁控管外部。

如上所述，本发明的磁控管具有以下优点。

首先，金属元件和陶瓷元件之间的连接材料F的渗透型连接，不但提供高的连接强度，也提供高的气密性，由于防止了连接缺陷造成的真空泄露，从而提高了磁控管的可靠性。

其次，灯丝引线160和外部引线250的连接，不需要额外的端子板，而是只通过连接材料F，允许简单的元件组装过程，简化了磁控管的制造工艺。

各种金属元件与陶瓷元件之间的连接材料F的渗透型连接允许陶瓷元件表面上进行金属化过程，从而允许制造过程的简化以及制造成本的降低。

第四，在相关技术中金属化是在温度高于1600℃的高温炉中进行的，与此不同，本发明连接材料F在800-1000℃熔化并渗透到陶瓷元件中，允许制造过程在低温炉中进行。由于在磁控管的制造中普遍使用低温炉，因此本发明使用的连接材料F允许仅在已有的设备在进行不同元件的连接，而不需要额外的设备。所以，节省了设备成本。

本领域的普通技术人员应该清楚，在不偏离本发明实质或范围的情况下，可以对本发明的磁控管做出不同的修改和变化。这样，只要对本发明的修改和变化落在所附权利要求及其等同体的范围内，本发明就涵盖这些修改和变化。

Claims (29)

1.一种磁控管，包括：

具有阳极圆筒和阳极叶片的阳极；

灯丝阴极；

冷凝器、轭流圈和多根为灯丝供电的引线；

磁体、极靴和形成磁路的磁轭；

将产生的微波发射到磁控管外部的天线馈线和天线帽；以及

在磁控管的金属元件和陶瓷元件之间由连接材料形成的连接，其特征在于连接材料在金属元件与陶瓷元件之间扩散并直接渗透到陶瓷元件的内部，从而连接两个元件。

2.如权利要求1所述的磁控管，其特征在于连接形成于阳极圆筒顶部的上密封和天线帽底部的上陶瓷之间的部分。

3.如权利要求1所述的磁控管，其特征在于连接形成于金属排气管支座和天线帽下面的上陶瓷之间的部分，其中金属排气管支座用于支撑围绕在天线馈线顶端的排气管。

4.如权利要求1所述的磁控管，其特征在于连接形成于阳极圆筒下面的下密封和允许通过多根引线的陶瓷芯柱之间的部分。

5.如权利要求1所述的磁控管，其特征在于连接形成于引线从中通过的陶瓷芯柱的插孔内部。

6.如权利要求1所述的磁控管，其特征在于连接形成于连接到灯丝的灯丝引线和连接到轭流圈的外部引线之间的部分。

7.如权利要求6所述的磁控管，其特征在于外部引线的直径等于或者大于灯丝引线的直径。

8.如权利要求7所述的磁控管，其特征在于外部引线在其一个末端具有凹口，用于插入灯丝引线的末端。

9.如权利要求7所述的磁控管，其特征在于灯丝引线在其一个末端具有一定深度的凹口，外部引线在其一个末端具有尖端，用于插入凹口中。

10.如权利要求1所述的磁控管，其特征在于连接材料是银-铜-添加剂的合金。

11.如权利要求10所述的磁控管，其特征在于添加剂的含量为1-10wt％。

12.如权利要求10所述的磁控管，其特征在于连接材料中的成分比例银∶铜∶添加剂为60-80wt％∶10-39wt％∶1-10wt％。

13.如权利要求10所述的磁控管，其特征在于添加剂选自钛、锡和锆的至少一种。

14.如权利要求13所述的磁控管，其特征在于连接材料具有的成分比例银∶铜∶钛为60-80wt％∶10-39wt％∶1-10wt％。

15.如权利要求13所述的磁控管，其特征在于连接材料具有的成分比例银∶铜∶锡为60-80wt％∶10-39wt％∶1-10wt％。

16.如权利要求13所述的磁控管，其特征在于连接材料具有的成分比例银∶铜∶锆为60-80wt％∶10-39wt％∶1-10wt％。

17.如权利要求13所述的磁控管，其特征在于连接材料具有的成分比例银∶铜∶钛为60-68wt％∶27-33wt％∶2-5wt％。

18.一种连接磁控管元件的方法，包括以下步骤：

(a)向包括金属元件和陶瓷元件之间以及灯丝引线和外部引线之间的部分的被连接部分提供连接材料；

(b)将连接材料暴露在预定温度和预定环境下，使连接材料扩散到被连接的部分中，渗透到陶瓷元件的内部；以及

(c)冷却连接材料，连接被连接的部分。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于步骤(a)包括以下步骤：

(a1)为阳极圆筒下面的下密封和陶瓷芯柱之间的部分提供连接材料；

(a2)为阳极圆筒顶部的上密封和天线帽下面的上陶瓷之间的部分提供连接材料；

(a3)为陶瓷芯柱中的插孔和穿过插孔的灯丝引线之间以及插孔和穿过插孔的外部引线之间的部分提供连接材料；以及

(a4)为灯丝引线和外部引线之间的部分提供连接材料。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于步骤(a3)包括以下步骤：

将薄带形的插入材料轧成圆柱形，并插入插孔中，用以将连接材料插入插孔的内壁表面，以及

将灯丝引线和外部引线从插孔的相反侧穿过圆柱连接材料的内部插入插孔。

21.如权利要求19所述的方法，其特征在于步骤(a3)包括以下步骤：

将已经制备好的圆柱形连接材料插入插孔中，用以将连接材料插入插孔的内壁表面，以及

将灯丝引线和外部引线从插孔的相反侧穿过圆柱连接材料的内部插入插孔。

22.如权利要求19所述的方法，其特征在于步骤(a4)包括以下步骤：

在外部引线的一个末端中形成一定深度的凹口，

将连接材料放入凹口中，以及

将灯丝引线末端插入凹口中。

23.如权利要求19所述的方法，其特征在于步骤(a4)包括以下步骤：

在灯丝引线末端中形成凹口，

在外部引线的一个末端形成尖端，

将连接材料放入凹口中，以及

将尖端插入凹口中。

24.如权利要求18所述的方法，其特征在于步骤(a)包括提供其厚度为50-200微米的连接材料的步骤。

25.如权利要求18所述的方法，其特征在于步骤(b)包括将连接材料暴露在800-1000℃的温度范围内，用于扩散和渗透连接材料的步骤。

26.如权利要求18所述的方法，其特征在于步骤(b)包括将连接材料暴露在真空中，用于扩散和渗透连接材料的步骤。

27.如权利要求26所述的方法，其特征在于真空度为1×10^-3-1×10^-5托。

28.如权利要求25所述的方法，其特征在于步骤(b)包括将连接材料暴露在氢气中，用于扩散和渗透连接材料的步骤。

29.如权利要求25所述的方法，其特征在于步骤(b)包括将连接材料暴露在氩气中，用于扩散和渗透连接材料的步骤。

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