Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при разработке и изготовлении мощных СВЧ-приборов О-типа, например клистронов и ЛБВ.
Перед авторами стояла задача уменьшения падения тока катода мощного СВЧ-изделия, происходящего из-за отравления катода продуктами, выделяющимися с коллектора в результате перегрева его внутренней поверхности.
Необходимость уменьшения стравления катода, а следовательно, падение тока катода, которое вызывает "уход" параметров СВЧ-прибора за установленные нормы, вызвана необходимостью повышения срока службы СЧВ-изделия и его надежности.
Известен способ уменьшения тепловой эрозии и газовыделения с поверхности электрода, подвергаемого электронной бомбардировке. Поверхность электрода покрывается тугоплавким материалом через промежуточный слой, имеющий термические свойства, средние между свойствами электрода и тугоплавкого материала.
Предлагаемый способ защиты бомбардируемых электродов технологически сложен и больше отвечает задаче защиты коллекторов приборов от расплавления, чем уменьшению газовыделения.
Известен способ изготовления коллекторов мощных приборов, при котором во внутреннюю часть медного пустотелого коллектора помещается втулка из тугоплавкого материала (например, бериллия), которая предохраняет медную поверхность от расплавления. Втулка может быть соединена с телом коллектора пайкой.
Основным недостатком этого способа изготовления является невозможность обеспечить высокое качество изготовления из-за непропаек и отсутствия контакта между медным коллектором и втулкой, что ведет к перегреву коллектора в отдельных точках, подплавлению металла, большому газоотделению и отравлению катода прибора, а также уходу параметров прибора за нормы.
Целью изобретения является повышение качества изготовления коллектора.
Цель достигается тем, что в способе изготовления коллектора для мощных СВЧ приборов О-типа, включающем покрытие внутренней поверхности слоем тугоплавкого материала, изготавливают полый медный коллектор с конусной внутренней поверхностью, гальванически покрытой слоем никеля толщиной 9 мкм. Изготавливают молибденовые полые втулки-вкладыши для внутренней части коллектора, причем наружная конусная поверхность втулок повторяет конусный профиль внутренней поверхности коллектора, а их наружный размер больше размера соответствующих внутренних частей коллектора на величину допуска по горячей прессовой посадке. Вставляют конусные втулки в коллектор, нагревают в вертикальном положении собранный узел до 900оС, выдерживают 15 мин и охлаждают узел до комнатной температуры.
Сущность изобретения заключается в том, что молибденовые втулки-вкладыши при нагреве до 900оС их и медного коллектора плотно устанавливаются во внутренней части коллектора по конусному отверстию по прессовой посадке и удерживанию в ней после охлаждения за счет разности КТР меди и молибдена.
Введение прослойки никеля между медью и молибденом улучшает теплоотвод с внутренней поверхности коллектора за счет повышения качества соединения между медным коллектором и молибденовыми втулками вследствие термодиффузии слоя никеля в медь и молибден.
Способ поясняется чертежом, на котором изображен коллектор предлагаемой конструкции.
В отверстие медного коллектора 1 плотно запрессованы молибденовые втулки 2. Между втулками и коллектором расположен слой никеля (не показан).
У коллектора, выполненного по способу-прототипу, цилиндрическая втулка впаяна в медный корпус, по цилиндрическому отверстию при этом между корпусом коллектора и втулкой образуются щели из-за непротекания припоя.
У предлагаемого коллектора щели между медным корпусом 1 и молибденовыми втулками 2 отсутствуют.
Наличие плотного контакта за счет диффузии позволяет достичь хорошего теплоотвода от молибденовых втулок и тем самым уменьшить газовыделение из них, приводящее к отравлению катода.
Экспериментально изготовленный таким способом коллектор имел диаметр молибденовой втулки на 0,14-0,2 мм больше внутреннего диаметра медного корпуса коллектора. Слой никеля наносился химически или гальванически и имел толщину 9 мкм. При эксплуатации прибора не наблюдалось перегрева локальных точек поверхности, повышенного газоотделения или отравления катода, что позволяет рассчитывать на увеличение долговечности изделия и указывает на достижение цели изобретения - повышение качества изготовления.
Использование: разработка и изготовление СВЧ-приборов О-типа. Сущность изобретения: в способе изготовления коллектора СВЧ-прибора О-типа втулки из молибдена закрепляются в медном корпусе коллектора горячей запрессовкой и удерживаются за счет разности коэффициентов температурного расширения, что обеспечивает наилучший контакт и отвод тепла от молибденовых втулок, на которые осаждается электронный луч во время работы изделия. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.
