[发明专利]行波管用收集极复合结构及其制备方法

说明书

本发明提供一种行波管用收集极复合结构及其制备方法，涉及真空电子器件技术领域。该方法包括：采用化学气相沉积方法制备高导热氮化硼材料的绝缘筒，二次加工多余部位；在绝缘筒内壁，采用化学气相沉积方法制备热解石墨材料的收集极电极，实现收集极电极与绝缘筒的连接，二次加工多余部位；采用化学气相沉积方法制备热解石墨材料的电极尾盖，二次加工多余部位。该方法制备的收集极，采用气相沉积的高纯高致密热解氮化硼和热解石墨，具有极低的放气率，真空特性高，提高行波管的可靠性；采用薄壁氮化硼与石墨，重量减轻超过80％，实现轻量化和小型化，高热导率且厚度薄，大幅降低热阻，降低收集极工作温度，可以承受1000W以上的耗散功率。

技术领域

本发明涉及真空电子器件技术领域，具体涉及一种行波管用收集极复合结构及其制备方法。

背景技术

行波管为卫星的关键元器件，属于真空电子器件。行波管收集极的作用是收集已经和电磁场交换能量完毕的电子。电子注通过互作用区以后，仍然有很高的速度，这些电子打到收集极上时将转化为热量，引起收集极温度升高，因此收集极为主要热源以及出气源，收集极的散热、放气、轻量化设计是行波管可靠性的主要指标。

传统的收集极，例如专利CN102074438B公开了一种石墨复合多级降压收集极及制造方法，在电极的普通压制石墨基底上，位于电极的非焊接区域，覆有一层热解石墨涂层；金属化的石墨基底焊接区域与金属化的绝缘瓷件钎焊焊接；依据需要，将多个石墨复合电极组装成多级降压收集极组件。

但是，传统的收集极采用无氧铜电极、绝缘散热陶瓷、收集极外筒大面积钎焊结构，存在焊接缺陷多，无氧铜质量大，多一层收集极外筒造成热阻大，粉末冶金陶瓷存在气孔造成放气率高等问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种行波管用收集极复合结构及其制备方法，满足行波管轻量化、高散热、低放气率的要求。

本发明一方面提供了一种行波管用收集极复合结构的制备方法，包括：制备收集极组件，包括收集极电极、绝缘筒和电极尾盖；采用钛银铜焊料分别在绝缘筒与输出端盖过渡环之间、绝缘筒与引线盘过渡环之间，以及电极尾盖与收集极电极之间进行密封钎焊；采用氩弧焊分别在引线盘过渡环与引线盘之间，以及高压引线柱与电极引线之间进行密封焊接。

根据本发明的实施例，制备收集极组件，包括收集极电极、绝缘筒和电极尾盖，具体包括：采用化学气相沉积方法制备高导热氮化硼材料的绝缘筒，二次加工多余部位；在绝缘筒内壁，采用化学气相沉积方法制备热解石墨材料的收集极电极，实现收集极电极与绝缘筒的连接，二次加工多余部位；采用化学气相沉积方法制备热解石墨材料的电极尾盖，二次加工多余部位。

根据本发明的实施例，采用化学气相沉积方法制备高导热氮化硼材料的绝缘筒，具体包括：利用高纯BCl3和NH3在第一预定炉压和第一预定温度下，在圆柱状的绝缘筒沉积模具上化学气相沉积高纯高致密六方热解氮化硼，其中，绝缘筒沉积模具采用等静压石墨材料，沉积厚度为1mm；降温后，将绝缘筒沉积模具取下并进行二次加工，完成绝缘筒的制备。

根据本发明的实施例，采用化学气相沉积方法制备热解石墨材料的收集极电极，具体包括：利用高纯CH4在第二预定炉压和第二预定温度下，在第一电极沉积模具和第二电极沉积模具上化学气相沉积高纯高致密热解石墨，沉积厚度为0.5mm，其中，第一电极沉积模具为圆柱形模具，第二电极沉积模具为套设于绝缘筒内壁与圆柱形模具之间的两个楔形模具；脱模后二次加工，完成收集极电极的制备。

根据本发明的实施例，采用化学气相沉积方法制备热解石墨材料的电极尾盖，具体包括：利用高纯CH4在第三预定炉压和第三预定温度下，在尾盖沉积模具上化学气相沉积高纯高致密热解石墨，沉积厚度1mm，完成电极尾盖的制备。