[发明专利]一种间热式阴极热丝绝缘填料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种间热式阴极热丝绝缘填料及其制备方法，以氧化铝粉和氧化钇粉按重量百分比(50％～70％)：(30％～50％)为原料，通过球磨、干燥、烧结、碾磨、筛分后得到间热式阴极热丝绝缘填料，利用这种间热式阴极热丝绝缘填料填充得到的热丝组件，经过高温烧结后能获得致密的绝缘层，该绝缘层具有绝缘性能好、耐击穿电压高、热传导效率高的特点。

技术领域

本发明属于真空微波器件领域，具体涉及一种间热式阴极热丝绝缘填料及其制备方法。

背景技术

现代大功率微波器件中的电子源，通常采用的是热阴极，热丝组件作为热阴极的热源，其结构和性能直接关系到器件的性能、寿命和可靠性。

随着微波器件不断的发展，对热阴极提出了更高的要求，即大的发射电流能力和快速启动能力，阴极要快速启动就对热丝提供加热的均匀性和热传导的快速性提出了相应的要求，传统的热丝由于结构限制及所用绝缘填料导热性能不好，限制了阴极快速启动的能力，尤其是在大尺寸阴极热丝上这一缺陷显得尤为突出，已经不能满足微波器件对阴极快速启动的需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种间热式阴极热丝绝缘填料及其制备方法，以氧化铝粉和氧化钇粉为原料，通过球磨、干燥、烧结、碾磨、筛分后得到间热式阴极热丝绝缘填料，利用这种间热式阴极热丝绝缘填料填充得到的热丝组件，经过高温烧结后能获得致密的绝缘层，该绝缘层具有绝缘性能好、耐击穿电压高、热传导效率高的特点。

本发明采取的技术方案为：

一种间热式阴极热丝绝缘填料，所述绝缘填料由氧化铝粉和氧化钇粉按重量百分比(50％～70％)：(30％～50％)组成。

所述氧化铝粉和氧化钇粉的粒径均为5～7um。

本发明还提供了一种间热式阴极热丝绝缘填料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将所述氧化铝粉和氧化钇粉按重量百分配比加入蒸馏水进行混合球磨5～7.5小时，(氧化铝粉+氧化钇粉)：蒸馏水＝100g：(100～150)mL，并将球磨后的混合物干燥；

(2)将干燥后的混合物压实，放入氢气炉内进行烧结；

(3)将烧结成块后的混合物冷却后碾磨成粉末，过200～600目筛网进行筛分，即可得到间热式阴极热丝绝缘填料。

所述步骤(1中)，所述干燥温度为90～110℃，时间为8～10小时；球磨采用向玛瑙罐中加入玛瑙球的方式进行，所述玛瑙球的重量是氧化铝粉和氧化钇粉总重量的1.5～2倍，玛瑙球的直径为10～25mm。

所述步骤(2)中，将干燥后的混合物放入钼碗中压实；所述氢气炉内通入湿氢气作为保护气；所述湿氢气的露点湿度为15±5℃，利于提高混合物的烧结强度和去除残留的碳污染物，所述氢气炉内的温度为1840～1880℃，烧结保温时间为2～4分钟。

所述步骤(3)中，在刚玉研钵内进行碾磨，碾磨时间为120～180分钟。

所述步骤(2)中，压实的目的在于下一步高温烧结时，氧化铝粉和氧化钇粉能够形成致密的烧结块；而将干燥后的混合物放入钼碗中压实，是由于钼碗可承受的温度范围比较高，在进行高温烧结时，不会污染原材料。采用氢气炉进行烧结时，通入湿氢气作为保护气，由于湿氢气中含有一定的水蒸气，能够使混合物料的烧结成块，利于提高混合物的烧结强度和去除残留的碳污染物，保证填料的绝缘性能。在进行高温烧结时，温度应控制在1840～1880℃，如果温度高于1880℃，混合物熔化冷却后不容易碾磨粉碎；若温度低于1840℃，混合物在后续的应用中热丝组件烧结温度会很高，影响热丝性能。