CN203466158U - 一种行波管氮化硼输能窗瓷与金属的封接结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种行波管氮化硼输能窗瓷与金属的封接结构，包括氮化硼陶瓷（1）和金属杯形件（2），氮化硼陶瓷（1）安装在金属杯形件（2）内，氮化硼陶瓷（1）与金属杯形件（2）通过Ti-Ag-Cu活性封接法进行焊接，氮化硼陶瓷（1）外圆周面上设有周向凹槽（11），氮化硼陶瓷（1）外圆周面涂覆一层含钛粉或氢化钛粉膏剂，焊料填充凹槽（11）与金属杯形件（2）的缝隙，从而达到增大封接面、增加封接强度的要求，提高封接的机械强度、气密性和可靠性。
Description
技术领域
本实用新型属于陶瓷与金属封接技术领域，尤其涉及一种行波管氮化硼输能窗瓷与金属的封接结构。
背景技术
行波管中输能窗的主要作用是将行波管内部产生的能量通过陶瓷输出窗送到外波导或外部调谐腔，同时陶瓷窗片又要和金属器件封接，构成整管的结构件。气相沉积氮化硼陶瓷是理想的行波管输能窗介质材料，它具有显著的微波和红外透射能力，具有高稳定性、高介电强度、高热导率、优良的热稳定性、高抗氧化性、很小的放气性、有益的各向异性等特性。
由于真空器件应用的发展，迫切需要高质量、高可靠的真空器件，而真空器件中应用了大量的陶瓷零件，需要将它们与金属进行真空气密封接。正确合理的封接结构是获得优质陶瓷-金属封接的重要因素。它直接影响到焊料能否与陶瓷、金属形成牢固的结合，从而形成气密性好、强度高的焊缝。由于气相沉积氮化硼陶瓷晶粒细小，不含任何玻璃相，因此常采用Ti-Ag-Cu活性金属法进行金属封接。现阶段使用的氮化硼陶瓷片因厚度较薄，封接面较小，为常见的面与面结合型，其封接强度有限，易产生（微）漏气，甚至造成整管报废，使真空器件的合格率和可靠性大大降低。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是一种封接面面积增大，提高行波管氮化硼输能窗瓷与金属封接的机械强度、气密性和可靠性，消除氮化硼瓷焊接（微）漏气现象的行波管氮化硼输能窗瓷与金属的封接结构。
为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种行波管氮化硼输能窗瓷与金属的封接结构，包括氮化硼陶瓷和金属杯形件，所述氮化硼陶瓷安装在金属杯形件内，氮化硼陶瓷与金属杯形件通过Ti-Ag-Cu活性封接法进行焊接，所述氮化硼陶瓷外圆周面上设有周向凹槽，氮化硼陶瓷外圆周面涂覆一层含钛粉或氢化钛粉膏剂，焊料填充凹槽与金属杯形件的缝隙。
所述金属杯形件外套装有金属环。
所述金属杯形件为无氧铜杯形件，所述金属环为钼环。
所述凹槽为半圆形凹槽，半径为0.5mm。
焊料为Φ0.5mm的AgCu28焊料丝，金属化膏剂主要组成为钛粉或氢化钛粉加硝棉溶液。
所述氮化硼陶瓷为气相沉积氮化硼陶瓷。
本实用新型的优点在于，在氮化硼陶瓷原来的圆周封接面上增加一条近似半圆形的微型槽，将原来的封接结构改为带半圆形槽的陶瓷面与金属封接的结构，从而达到增大封接面、增加封接强度的要求，提高封接的机械强度、气密性和可靠性。
附图说明
图1为本实用新型一种行波管氮化硼输能窗瓷与金属的封接结构的结构示意图；
图2为氮化硼陶瓷的结构示意图；
上述图中的标记均为：1、氮化硼陶瓷，11、凹槽，2、金属杯形件，3、金属环。
具体实施方式
图1和图2为本实用新型一种行波管氮化硼输能窗瓷与金属的封接结构的结构示意图；包括氮化硼陶瓷1和金属杯形件2，氮化硼陶瓷1安装在金属杯形件2内，氮化硼陶瓷1与金属杯形件2通过Ti-Ag-Cu活性封接法进行焊接，氮化硼陶瓷1外圆周面上设有周向凹槽11，氮化硼陶瓷1外圆周面涂覆一层含钛粉或氢化钛粉膏剂，钎焊后焊料填满凹槽11与金属杯形件2的缝隙。
金属杯形件2外套装有金属环3。金属杯形件2为无氧铜杯形件，金属环3为钼环。凹槽11为半圆形凹槽，半径为0.5mm。焊料为Φ0.5mm的AgCu28焊料丝。氮化硼陶瓷1为气相沉积氮化硼陶瓷。
陶瓷为气相沉积氮化硼陶瓷，氮化硼陶瓷1封接面需涂覆一层主要由钛粉或氢化钛粉、硝棉、乙酸丁酯等组成的金属化膏剂，利用Ti-Ag-Cu活性封接法进行焊接，金属杯形件2由无氧铜材料加工而成，金属环3采用金属钼制作而成。
为了保证陶瓷与金属封接的强度，增大封接面积，在圆周面涂敷膏剂时略向上、下两面延伸约0.1mm。
由于氮化硼陶瓷1与无氧铜的膨胀系数相差较大，为防止在钎焊升降温过程中因膨胀系数相差较大导致陶瓷与金属间焊缝较大，焊料填不满而漏气，所述结构在无氧铜杯形件外套一个与氮化硼陶瓷1膨胀系数相近的钼环，以抵消无氧铜膨胀导致焊缝增大。
氮化硼陶瓷1结构如附图2所示，为一圆片，外侧圆周面加工有近似半圆形的槽，膏剂涂覆位置为带半圆形槽的圆周面即图2中虚线部分，采用Ti-Ag-Cu活性金属化法进行焊接，焊接采用的焊料为Φ0.5mm的AgCu28焊料丝。
下表为15批样品，每批为5套封接件的试验数据。
| 批数 | 外观质量 | 气密性合格率 | 温度循环试验 | 高温试验 | 温度变化试验 |
| 1 | 合格 | 100% | 全部通过 | 全部通过 | 全部通过 |
| 2 | 合格 | 100% | 全部通过 | 全部通过 | 全部通过 |
| 3 | 合格 | 80% | 4套通过 | 4套通过 | 4套通过 |
| 4 | 合格 | 100% | 全部通过 | 全部通过 | 全部通过 |
| 5 | 合格 | 100% | 全部通过 | 全部通过 | 全部通过 |
| 6 | 合格 | 100% | 全部通过 | 全部通过 | 全部通过 |
| 7 | 合格 | 100% | 全部通过 | 全部通过 | 全部通过 |
| 8 | 合格 | 100% | 全部通过 | 全部通过 | 全部通过 |
| 9 | 合格 | 100% | 全部通过 | 全部通过 | 全部通过 |
| 10 | 合格 | 100% | 全部通过 | 全部通过 | 全部通过 |
| 11 | 合格 | 100% | 全部通过 | 全部通过 | 全部通过 |
| 12 | 合格 | 100% | 全部通过 | 全部通过 | 全部通过 |
| 13 | 合格 | 100% | 全部通过 | 全部通过 | 全部通过 |
| 14 | 合格 | 100% | 全部通过 | 全部通过 | 全部通过 |
| 15 | 合格 | 100% | 全部通过 | 全部通过 | 全部通过 |
采用这样的结构后：
在原陶瓷的封接面上加工一R0.5近似半圆形的槽，将原陶瓷与金属封接的结构改为圆周面带近似半圆形槽的陶瓷与金属封接的结构，通过结构的改变，避免了原氮化硼陶瓷1与金属封接时封接面较小、焊接强度较低导致容易漏气的缺点，形成的Ti-Ag-Cu合金焊料填满氮化硼陶瓷1的半圆形槽与金属间的缝隙，并与陶瓷和金属牢固结合，不仅提高了封接的抗拉强度和抗折强度，同时也提高了陶瓷与金属封接的气密性和可靠性。
上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种行波管氮化硼输能窗瓷与金属的封接结构，包括氮化硼陶瓷（1）和金属杯形件（2），所述氮化硼陶瓷（1）安装在金属杯形件（2）内，氮化硼陶瓷（1）与金属杯形件（2）通过Ti-Ag-Cu活性封接法进行焊接，其特征在于，所述氮化硼陶瓷（1）外圆周面上设有周向凹槽（11），氮化硼陶瓷（1）外圆周面涂覆一层含钛粉或氢化钛粉膏剂，焊料填充凹槽（11）与金属杯形件（2）的缝隙。
2.如权利要求1所述的行波管氮化硼输能窗瓷与金属的封接结构，其特征在于，所述金属杯形件（2）外套装有金属环（3）。
3.如权利要求2所述的行波管氮化硼输能窗瓷与金属的封接结构，其特征在于，所述金属杯形件（2）为无氧铜杯形件，所述金属环（3）为钼环。
4.如权利要求3所述的行波管氮化硼输能窗瓷与金属的封接结构，其特征在于， 所述凹槽（11）为半圆形凹槽，半径为0.5mm。
5.如权利要求4所述的行波管氮化硼输能窗瓷与金属的封接结构，其特征在于，焊料为Φ0.5mm的AgCu28焊料丝，金属化膏剂主要组成为钛粉或氢化钛粉加硝棉溶液。
6.如权利要求5所述的行波管氮化硼输能窗瓷与金属的封接结构，其特征在于，所述氮化硼陶瓷（1）为气相沉积氮化硼陶瓷。
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