[发明专利]一种激光陀螺电极及制造方法

说明书

本发明提出一种低应力长寿命激光陀螺电极及制造方法，涉及激光陀螺制造技术领域，该电极包括阴极和阳极，电极基体为圆形帽状，电极基体的材料为单一耐高温材料；电极基体下端有向外伸出的折边，折边用作密封面；并在电极的内表面和密封面镀覆纯净金属材料镀层，镀层厚度为预定厚度。电极基体的材料包括：微晶玻璃、石英玻璃或者低膨胀超因瓦合金。采用磁控离子溅射镀膜机对电极镀膜；纯净金属材料镀层为高纯铝或高纯铍，镀层厚度：5～10um。密封面与激光陀螺的接合面上粘接高纯铟密封环。本发明电极膨胀系数很低，热应力小，能够确保仪表高低温下性能的高度稳定和数十年的气密寿命。

技术领域

本发明属于激光陀螺制造技术领域，尤其涉及一种激光陀螺电极及制造方法。

背景技术

激光陀螺是一种高精度、高可靠、长寿命的惯性仪表，广泛用于运载火箭、卫星飞船、导弹武器、航空飞机、潜艇舰船等领域。主要部件为零膨胀微晶玻璃制成的谐振腔，整块微晶玻璃内部加工有高精度的细长孔。

玻璃腔体与毛细管交汇的四个面粘接反射镜，形成稳定的闭合回路。反射镜的热膨胀系数和玻璃腔体非常接近(通常是一种材质)，粘接采用的是基于分子吸引力的光胶技术。

玻璃腔体的侧面粘接有金属阴极和阳极。阴极材料通常为高纯铝、高纯铍，阳极材料为不锈钢、无氧铜、可伐合金或超因瓦合金。由于金属和几乎零膨胀的微晶玻璃热膨胀系数差异很大，这种粘接往往是用柔软的铟丝来实现密封连接。

阴极通常是气密的薄弱点，以及仪表寿命的关键点，存在如下问题：

一是铝或铍等材质的阴极膨胀系数通常达到10^-5，与微晶玻璃10^-8量级的膨胀系数差异太大，热应力引起铟密封层的疲劳退化，导致气密强度下降，同时应力引起光路的形变，降低了陀螺性能。

二是采用低膨胀的材质不耐溅射，工作寿命太短，或者这类材质不导电，无法工作。

现有的专利和文献没有一种膨胀系数低又耐溅射的电极，来适应高精度长寿命激光陀螺的发展需求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的第一方面提出了一种激光陀螺电极，所述电极包括阴极和阳极，所述电极基体为圆形帽状，所述电极基体的材料为单一耐高温材料；所述电极基体下端有向外伸出的折边，所述折边用作电极与激光陀螺之间的密封面；

所述电极基体的内表面被抛光到规定光洁度，并在所述电极的内表面和所述密封面上镀覆预定厚度的高纯金属材料镀层。

如本发明的第一方面提出的所述电极，所述电极基体的材料采用以下材料中的一种：微晶玻璃、石英玻璃或者低膨胀超因瓦合金。

如本发明的第一方面提出的所述电极，采用磁控离子溅射镀膜机对所述电极镀膜；所述高纯金属材料为高纯铝或高纯铍，金属材料的纯度大于99.99％，所述高纯金属材料镀层的预定厚度为：5～10um。

如本发明的第一方面提出的所述电极，在所述密封面与激光陀螺的接合面上粘接高纯铟密封环，铟的纯度大于99.99％。

如本发明的第一方面提出的所述电极，采用超因瓦合金做电极时，采用在电极基体内嵌入一层高纯铝壳体代替所述纯净金属材料镀层，铝的纯度大于99.99％；

所述电极基体和所述高纯铝壳体之间采用真空焊料焊接。

本发明的第二方面提出一种激光陀螺电极的制作方法，所述方法包括以下步骤：

所述方法包括以下步骤：

步骤1，将电极材料加工为圆形帽状电极基体，所述电极基体内表面作抛光处理到规定光洁度；

步骤2，将完成步骤1的所述电极基体进行清洗和酸腐蚀，以去除电极基体表面的杂质层；