[发明专利]一种磁控管阴极及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于电子元器件领域，具体涉及一种磁控管阴极及其制备方法和应用。

背景技术

磁控管阴极由日本人发明沿用至今，主要应用于制备微波发射管、民用微波炉磁控管。当时为了实现发射性的工作特点，采用了钍、钨两种元素的组合。但是具有这种组成的产品也存在着先天性缺陷，而且至今未能得到有效的解决，其具体问题主要表现为脆性和高温性能差，导致该产品在生产、运输及使用过程中普遍存在不可控制的“阴极断裂”的缺陷。该缺陷严重影响了产品的可靠性，增加了制造成本。同时，该缺陷也不可避免地造成了资源的浪费以及对环境的危害。特别地，该产品目前绝大多数在中国制造，产量占世界总产量的95％以上，其产生的负面影响极其深远。

中国发明专利申请CN101781731A公开了一种多元素耐高温抗震磁控管阴极，其由下列重量成分组成，铼0.5％～3％，钾30-90ppm，钍0.5％～22％，钨余量。虽然该产品的抗震性能和使用寿命较以往的产品有所提高，但是还不能有效消除“阴极断裂”的缺陷，且原料成本较高，因此有必要对其进行进一步的改进。

发明内容

基于现有磁控管阴极及其制备工艺存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种产品性能更加优越、使用寿命大幅度提高的磁控管阴极及其制备方法和应用。

本发明的上述技术目是通过以下技术方案实现的：

一种磁控管阴极，按重量比计，其由以下成分组成：

铼0.01％～3％；钍0.5％～2％；余量为钨。

在上述磁控管阴极中，按重量计，优选地，铼0.01％～2％；更优选地，铼0.01％～0.5％；进一步优选地，铼0.01％～0.4％。

在上述磁控管阴极中，按重量比计，优选地，钍0.7％～1％。

本发明提供的上述磁控管阴极的制备方法包括以下步骤：

(1)按上述重量比将铼渣和硝酸钍粉末分别置于去离子水中，搅拌使其均匀分散于去离子水中形成悬浮液；

(2)分别将步骤(1)获得的铼渣和硝酸钍粉末悬浮液逐步喷洒到仲钨酸铵(APT)粉末中，同时进行搅拌分别使铼渣、硝酸钍粉末与仲钨酸铵粉末混合均匀；

(3)将步骤(2)获得的混合物干燥后进行压制，然后进行高温烧结或锤熔，并进一步锻制成棒料；

上述制备方法还可以包括以下步骤：

(4)将步骤(3)获得的棒料进行拉丝得到磁控管阴极线材。优选地，所述磁控管阴极线材的线径为0.4～0.6mm。更优选地，步骤(4)还可以包括将所述磁控管阴极线材制成弹簧状；进一步优选地，所述弹簧状磁控管阴极线材的弹簧外径为3-5mm。

本发明还提供一种微波发生管或微波炉磁控管，其包含上述磁控管阴极。

本发明的试验结果表明，不含钾的磁控管阴极产品的脆性得到了很大地的改善，有效克服了该产品在制造和运输过程中由于产品自身抗震性能不佳而导致的“阴极断裂”缺陷，进一步延长了产品的使用寿命。此外，与现有技术相比，本发明的磁控管阴极产品中的“铼”含量可以进一步降低，但产品性能并未因此受到影响，在保障产品质量的同时，降低了生产成本，减少了对环境的危害，产生了更大的经济利益和社会效益。

此外，与现有技术中的磁控管阴极制备工艺相比，本发明的制备方法采用去离子水作为低含量成分铼、钍的载体，使之与钨的混合更加均匀，避免了之前的制备方法因铼、钍用量太少而与钨混合不均，进而导致产品性能下降，使用寿命缩短的问题。

附图说明

图1为本发明的磁控管阴极在常规寿命试验中的特性参数变化曲线；其中，图1A为功率变化曲线图，图1B为频率变化曲线图，图1C为Efm变化曲线图，11070701-08、11070701-18分别为按照实施例1制备的2件磁控管阴极样品的编号。

图2为实施例1的样品1经过11次抗震试验后的镜检照片。

图3为实施例3的样品1经过12次抗震试验后的镜检照片。

图4为对比例1的样品1经过4次抗震试验后的镜检照片。

具体实施方式

以下参照具体的实施例来说明本发明。本领域技术人员能够理解，这些实施例仅用于说明本发明，其不以任何方式限制本发明的范围。

下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的原料、试剂材料等，如无特殊说明，均为市售购买产品。

实施例1

成分组成(重量比)：铼0.01％；钍0.7％；余量为钨。