[发明专利]一种大尺寸陶瓷封装界面结构

说明书

本发明属于脉冲功率技术领域，具体公开了一种大尺寸陶瓷封装界面结构，包括设置有圆孔的绝缘体、套装在圆孔内的内可伐环、消应力瓷环、套装在内可伐环内的内导体支撑座、套装在绝缘体外侧的外可伐环；所述内可伐环与内导体支撑座之间形成一个环状安装腔，所述消应力瓷环安装在环状安装腔内。本发明可有效减少陶瓷封装界面在200℃长时间烘烤工况下而漏气的可能性，提高系统的真空度和真空维持能力，结构紧凑，便于制造。

技术领域

本发明属于脉冲功率技术领域，具体涉及一种用于高压同轴传输的大尺寸陶瓷封装界面结构。

背景技术

在脉冲功率源的输出端与高功率微波电真空器件之间往往需要一个可实现同轴传输的绝缘界面来隔离脉冲传输线与电真空器件，此界面既要承受脉冲功率源中工作介质所产生的大于0.5MPa的静压压力，又要作为微波电真空器件的真空界面。采用陶瓷金属封接结构的方式是保证绝缘界面的结构强度和提高微波真空器件的保真空性能较理想的办法。

随着真空绝缘界面的耐脉冲电压设计指标的提高，绝缘界面中的陶瓷外直径增大到φ250mm以上，壁厚相应地增大到15mm以上；为了提高微波真空器件的保真空性能，真空绝缘界面的真空漏率要求小于5×10^-10Pa·m³/s，且能经受住24小时不间断烘烤，最大温度200℃保温5小时的烘烤使用工况。由于陶瓷的直径和壁厚尺寸的增大，大大增加了陶瓷金属封装难度和封装界面在使用过程中漏气的风险，即现有技术已不能满足以上设计需求，具体表现在：

1、由于陶瓷直径太大，不合理的陶瓷与金属封接结构将直接导致陶瓷在封接工艺实施过程中炸裂；

2、现有技术不能有效保证大尺寸真空绝缘界面在最大温度200℃保温5小时的烘烤工况下不漏气；

3、陶瓷封接过程中，钎料用量太大，定位困难；

4、在钎焊封接时，金属与陶瓷的热膨胀差较大，钎料熔化后容易流失，导致局部区域填料不充分，最终导致封接区域漏率超标；

5、在现有的大尺寸陶瓷封装结构中，钎焊封接面和熔焊接头一般会同时出现，如果熔接接头设计不合理将造成钎焊面产生新的漏孔，降低真空绝缘界面的真空性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种大尺寸陶瓷封装界面结构。

本发明解决技术问题所采用的解决方案是：

一种大尺寸陶瓷封装界面结构，包括设置有圆孔的绝缘体、套装在圆孔内的内可伐环、消应力瓷环、套装在内可伐环内且相互连接的内导体支撑座、套装在绝缘体外侧且相互连接的外可伐环、套装在外可伐环外侧且相互连接的法兰外筒；

所述内可伐环与内导体支撑座之间形成一个环状安装腔，所述消应力瓷环安装在环状安装腔内。

内可伐环套装在绝缘体的圆孔内，消应力瓷环安装在内可伐环与内导体支撑座的环状安装腔内，绝缘体的外侧与外可伐环的内侧面连接，外可伐环的外侧面与法兰外筒连接，内导体支撑座与内可伐环连接从而使得形成以绝缘体为分界面的真空界面封接结构。在绝缘体的上侧为高压侧，充有高压电气绝缘介质；绝缘体的下侧为真空环境。

在一些可能的实施方式中，所述内导体支撑座包括安装在绝缘体上方的圆柱一、套装在内可伐环内的支撑圆环；所述圆柱一靠近绝缘体的一侧设置有环状凹槽，环状凹槽与绝缘体的端面形成环状安装腔，所述内可伐环靠近圆柱一的一端伸入环状安装腔内。

在一些可能的实施方式中，所述圆柱一远离支撑圆环的一侧设置有环状凸起，所述支撑圆环包括设置在圆柱一远离环状凸起一侧的圆环五、与圆环五远离环状凸起一端连接且外半径相等的圆环六，所述圆环六的内半径大于圆环五的内半径；所述圆环六与内可伐环连接。