CN203071040U

CN203071040U - 一种耐温度冲击的电子枪壳结构

Info

Publication number: CN203071040U
Application number: CN 201220675164
Authority: CN
Inventors: 张文丙; 赵艳珩; 袁璟春; 刘志意; 朱刚; 任振国; 张丽
Original assignee: Anhui East China Institute of Optoelectronic Technology
Current assignee: Anhui East China Institute of Optoelectronic Technology
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2022-12-10

Abstract

本实用新型公开了一种耐温度冲击的电子枪壳结构，包括依次设置的多个电极，多个电极分别为上封盖、阳极座、阴极座、灯丝片、下端盖，各电极之间设置绝缘陶瓷，在各电极表面设置镀膜层；在阳极座、阴极座、灯丝片的两侧面设置过渡金属环；在上封盖、下端盖朝向陶瓷的一侧面设置过渡金属环，上封盖、下端盖的另一侧面设置膨胀系数和陶瓷相近的金属环。通过对电极镀膜增加了和陶瓷焊接时焊料的浸润性，使焊缝完全填充焊料，提高了焊接的质量；增加过渡金属环和与陶瓷膨胀系数相似的金属，提高焊接可靠性。通过采取多种耐温度冲击的措施，提高了电子枪壳的焊接可靠性，焊接合格率高；焊接后组件的漏气率明显降低。

Description

一种耐温度冲击的电子枪壳结构

技术领域

本实用新型属于微波电真空器件领域，具体涉及到行波管电子枪的结构设计。

背景技术

电子枪是行波管、速调管等微波电真空器件中提供电子源的部件，其内部的阴极产生电子，聚焦极、阳极对电子束进行会聚、加速，最后形成一定截面形状、尺寸和能量的电子束。形成的电子束进入高频系统内进行互作用运动，使微波信号得到振荡或放大。电子枪一般由阴极、阳极和聚焦极等电极组成，这些电极都固定在电子枪外壳内。阴极工作温度比较高，一般采用灯丝结构给阴极加热。聚焦极一般和阴极固定在一起，工作时同电位。那么电子枪内一般需要的电极为阳极、阴极、灯丝。

电子枪壳作为密封电子枪内部电极的部件，具有真空气密性的作用，同时还需要具有一定的电绝缘的作用，同时还要和高频系统进行连接。其结构包括连接阳极的阳极座、连接阴极的阴极座、连接灯丝的灯丝片、和高频系统连接的上封盖、尾端保持气密性的下封盖，以及保持这些电极间的电绝缘的绝缘陶瓷。电极间的电性能由绝缘陶瓷的形状决定，和其他部件的连接由上封盖、下端盖的形状决定，真空气密性由这些电极和陶瓷间的焊接决定。

电子枪壳中焊接有多个焊缝，又为金属陶瓷焊接，对焊接的可靠性提出了很高的要求。陶瓷一般选用氧化铝95瓷，金属采用封接合金可伐，虽然两者之间可以进行气密性封接，但是焊接的合格率比较低。同时由于其膨胀系数不同，在温度升高或降低时，焊接面之间会存在应力，导致焊缝质量差，易漏气。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术中电子枪壳焊接后的合格率比较低，在温度升高或降低等进行温度冲击时，焊缝质量差，易漏气等情况，提供一种耐温度冲击的电子枪壳结构，主要从电极表面处理、增加过渡金属、增加膨胀系数接近陶瓷的金属等方面，增加焊接的可靠性，提高电子枪壳的封接质量，从而减少温度升降冲击时对焊缝的影响，形成一种耐温度冲击的电子枪壳结构。

本实用新型采用的技术方案是提供一种耐温度冲击的电子枪壳结构，包括依次设置的多个电极，所述多个电极分别为上封盖、阳极座、阴极座、灯丝片、下端盖，各电极之间设置绝缘陶瓷，其特征在于，在所述各电极表面设置镀膜层；在阳极座、阴极座、灯丝片的两侧面设置过渡金属环；在上封盖、下端盖朝向陶瓷的一侧面设置过渡金属环，上封盖、下端盖的另一侧面设置金属环，所述金属环的膨胀系数与陶瓷相比，变化范围在30%以内。金属环的膨胀系数与陶瓷膨胀系统接近。

所述镀膜层材料为金属镍，采用电镀方式设置于电极表面。

所述镀膜层厚度为5-7微米。

所述过渡金属环为已退火的无氧铜环。

所述过渡金属环厚度为0.05-0.15mm之间，过渡金属环的内径和陶瓷的封接面的内径相同，过渡金属环的外径和相邻的电极外径相同。

所述膨胀系数和陶瓷相近的金属环为金属钼环，厚度为0.3-0.5mm。这里采用的绝缘陶瓷为氧化铝陶瓷，膨胀系数为8×10-6/℃，金属钼的膨胀系数为6.5×10-6/℃，而其他一般金属的膨胀系数在20.3x10-6/℃附近。

所述金属钼环表面电镀有镍层。

所述金属钼环其内径和相邻电极的内径相同，外径和陶瓷封接面的外径相同。

电极镀镍处理是为了增加电极与陶瓷焊接时焊料的浸润性，使焊缝完全填充焊料，进而提高陶瓷和电极焊接的质量。增加过渡金属铜环，铜性能软，在膨胀系数不同的陶瓷和电极间放置性能偏软的金属铜环，受到温度冲击时由于两者膨胀变化不同，在焊接处产生应力，铜可以缓冲应力，这样可以增加焊缝结构可靠性能。在电极无陶瓷侧增加钼环，钼环的膨胀系数和陶瓷相近，比可伐小，可伐和陶瓷封接时，在温度冲击时可伐的膨胀量大，导致焊缝存在应力变化，影响电极和陶瓷件的焊缝；在另一侧增加膨胀系数小的钼环，使可伐两侧的膨胀系数相同，减少和陶瓷焊接的应力，进而提高这道焊缝焊接可靠性。

具体实施步骤如下：

1．根据原枪壳结构，对电极进行镀膜处理；

2．在电极上进行增加铜环的设计；

3．在单面封接陶瓷的电极增加钼环；

4．形成整体结构。

本实用新型的优点：

本实用新型的电子枪壳结构，通过对电极进行镀膜处理，增加和陶瓷焊接时焊料的浸润性，使焊缝完全填充焊料，进而提高焊接的质量。增加过渡金属，在膨胀系数不同的陶瓷和电极间放置性能偏软的金属，缓冲在温度冲击时两者膨胀变化不同，增加结构可靠性能。在电极侧增加和陶瓷膨胀系数相似的金属，避免电极单边和陶瓷封接下，在温度冲击时膨胀量不同导致应力变化，影响电极和陶瓷件的焊缝，提高该处的焊接可靠性。这种结构采取多种耐温度冲击的措施，提高的电子枪壳的焊接可靠性，焊接合格率高；焊接后组件的漏气率明显降低，可经受多次的温度冲击，漏气率无明显变化。

这种结构的电子枪壳采取多种耐温度冲击的措施，提高了电子枪壳的焊接可靠性，焊接质量好，焊接合格率高；焊接后组件的漏气率明显降低，可经受多次的温度冲击，漏气率无明显变化。

附图说明

下面结合附图和具体实施过程对本实用新型作进一步说明：

图1为耐温度冲击的电子枪壳结构示意图；

图2为两侧带过渡金属的灯丝电极结构示意图；

图3为镀膜处理的灯丝电极结构示意图；

图4为原电子枪壳结构示意图。

具体实施方式

本实用新型是一种耐温度冲击的电子枪壳结构，枪壳主要由四层绝缘陶瓷4、7和上封盖2、阳极座3、阴极座5、灯丝片6、下端盖8等电极组成，其中电极依次放置，陶瓷4、7位于各电极之间。陶瓷为氧化铝95瓷，上封盖2、阳极座3、阴极座5、灯丝片6、下端盖8等电极材料均为可伐合金。在电极表面进行镀镍处理，在电极和陶瓷焊接侧放置铜环，在电极没有陶瓷侧放置钼环。

上封盖2、阳极座3、阴极座5、灯丝片6、下端盖8等电极进行表面镀镍处理，增加电极与陶瓷4、7焊接时焊料的浸润性，使焊缝完全填充焊料，进而提高陶瓷和电极焊接的质量。

阳极座3、阴极座5、灯丝片6的两侧均与陶瓷焊接，放置铜环，铜性能软，在膨胀系数不同的陶瓷和电极间设置铜环，受到温度冲击时由于两者膨胀变化不同，在焊接处产生应力，铜可以缓冲应力，这样可以增加焊缝结构可靠性能。

上封盖2、下端盖8一侧和陶瓷焊接，另一侧没有焊接。上封盖2朝向陶瓷侧放置铜环，另一侧放置钼环。下端盖8朝向陶瓷侧放置铜环，另一侧放置钼环。在电极无陶瓷的侧面增加钼环，钼环的膨胀系数和陶瓷相近，比可伐小。可伐和陶瓷封接时，在温度冲击时可伐的膨胀量大导致焊缝存在应力变化，影响电极和陶瓷件的焊缝；在另一侧增加膨胀系数小的钼环，使可伐两侧的膨胀系数相同，减少和陶瓷焊接的应力，进而提高这道焊缝焊接可靠性。

下面以一具体实施例的结构为例，详细说明电子枪壳具体实施步骤：

1. 电子枪壳示意图如图1所示，电极为上封盖2、阳极座3、阴极座5、灯丝片6、下端盖8，陶瓷为三环陶瓷4、二环陶瓷7，陶瓷位于各电极之间。其中上封盖2和阳极座3之间、阳极座3和阴极座5之间为三环陶瓷4，阴极座5和灯丝片6之间、灯丝片6和下端盖8之间为二环陶瓷7，陶瓷和电极之间为真空气密性焊接。为提高焊料的流通性，增加焊接的可靠性，对所有电极的表面进行镀膜处理，本实施例中仅以电极中的灯丝片6为例进行详细说明，如图3所示，电极焊接面有平行度的公差要求，然后在电极的两个焊接面上进行镀膜处理，为电镀镍层，镀层厚度为5-7微米。

2. 电极和陶瓷的焊接位置多，如图1或图4所示，为增加陶瓷和电极焊缝的可靠性，在电极和陶瓷焊接位置上进行增加铜环的设计。以电极中的灯丝片6为例，灯丝片6的两侧均焊接陶瓷7，如图2所示，在灯丝片6的两侧均焊接上铜环10，其中铜环10为已退火的无氧铜环，厚度为0.05-0.15mm之间，铜环10的内径和陶瓷封接面的内径相同，铜环10外径和电极外径相同。电极先镀镍后，铜环10再放置在电极上。

3. 上封盖2和下端盖8为电子枪壳结构的两端，只有单面和陶瓷封接，另一侧没有进行任何焊接，如图4中所示。这样会导致在温度冲击时电极两侧的膨胀量不同，应力不同，易于造成漏气等缺陷。在没有进行焊接的侧面上，增加钼环1、9，如图1所示，在上封盖2上增加钼环1，在下端盖8上增加钼环9。钼环厚度为0.3-0.5mm，其表面电镀镍层，钼环的内径和电极的内径相同，外径和陶瓷封接面的外径相同，在和电极焊接前先进行镀镍处理。

4. 将已镀膜的电极、陶瓷、铜环和钼环按照图1所示的位置装配成后，在焊接位置放置焊料，放置在焊接夹具上，进入氢气炉进行一次焊接，焊接结束形成真空气密性的整体结构，最终结构图如1所示。

这种结构采取多种耐温度冲击的措施，提高的电子枪壳的焊接可靠性，应用在某X波段行波管中，组件焊接合格率从45%提高到90%。焊接后组件的漏气率明显降低，经受三次的破坏性温度冲击后，组件漏气率从原来的40%降低到无明显变化；经受六次破坏性温度冲击后，组件漏气率从原来的70%降低到10%；漏气率几乎没有明显变化。

Claims

1. 一种耐温度冲击的电子枪壳结构，包括依次设置的多个电极，所述多个电极分别为上封盖、阳极座、阴极座、灯丝片、下端盖，各电极之间设置绝缘陶瓷，其特征在于，在所述各电极表面设置镀膜层；在阳极座、阴极座、灯丝片的两侧面设置过渡金属环；在上封盖、下端盖朝向陶瓷的一侧面设置过渡金属环，上封盖、下端盖的另一侧面设置金属环，所述金属环的膨胀系数与陶瓷相比，变化范围在30%以内。

2.根据权利要求1所述的一种耐温度冲击的电子枪壳结构, 其特征在于，所述镀膜层材料为金属镍，采用电镀方式设置于电极表面。

3.根据权利要求2所述的一种耐温度冲击的电子枪壳结构, 其特征在于，所述镀膜层厚度为5-7微米。

4.根据权利要求1所述的一种耐温度冲击的电子枪壳结构, 其特征在于，所述过渡金属环为已退火的无氧铜环。

5.根据权利要求1或4所述的一种耐温度冲击的电子枪壳结构, 其特征在于，所述过渡金属环厚度为0.05-0.15mm之间，过渡金属环的内径和陶瓷的封接面的内径相同，过渡金属环的外径和相邻的电极外径相同。

6.根据权利要求1所述的一种耐温度冲击的电子枪壳结构, 其特征在于，所述金属环为金属钼环，厚度为0.3-0.5mm。

7.根据权利要求6所述的一种耐温度冲击的电子枪壳结构, 其特征在于，所述金属钼环表面电镀有镍层。

8.根据权利要求6所述的一种耐温度冲击的电子枪壳结构, 其特征在于，所述金属钼环其内径和相邻电极的内径相同，外径和陶瓷封接面的外径相同。