一种行波管陶瓷夹持杆制造技术

本实用新型专利技术公开了一种行波管陶瓷夹持杆，包括金属内芯和位于金属内芯外的陶瓷材料层，所述金属内芯的线膨胀系数与所述陶瓷材料的线膨胀系数相同或者相近，所述金属内芯的外表面上设有至少一层活性金属层。本实用新型专利技术所提供的一种带金属内芯的陶瓷夹持杆与常规陶瓷夹持杆相比，具有更好的强度和柔韧性，因此用于慢波结构的装配时，不容易断裂。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种行波管陶瓷夹持杆，包括金属内芯和位于金属内芯外的陶瓷材料层，所述金属内芯的线膨胀系数与所述陶瓷材料的线膨胀系数相同或者相近，所述金属内芯的外表面上设有至少一层活性金属层。本技术所提供的一种带金属内芯的陶瓷夹持杆与常规陶瓷夹持杆相比，具有更好的强度和柔韧性，因此用于慢波结构的装配时，不容易断裂。【专利说明】一种行波管陶瓷夹持杆
本技术属于微波真空电子
，具体涉及与行波管中的慢波电路配套使用的陶瓷夹持杆。
技术介绍
行波管是真空电子学领域内最为重要的一类微波、毫米波源，具有大功率、高效率、高增益、宽频带的特点，广泛应用于微波毫米波雷达、电子对抗、制导、通信、微波遥感、微博测量等领域。慢波电路作为行波管中进行注-波互作用以激励放大微波毫米波能量的电路，是行波管的核心，其性能直接决定着行波管的技术水平。在行波管的慢波电路中，比如螺旋线慢波系统，双绕螺旋线慢波系统以及环-杆慢波系统等，大量使用了陶瓷夹持杆，其形状如图1到图3所示。这些陶瓷夹持杆除起到介质绝缘，还有改善慢波电路色散特性的作用。由于陶瓷夹持杆都比较脆弱，慢波结构在装配的时候很容易因为受力不均匀而发生断裂，造成大量材料的浪费。若使用的是氧化铍陶瓷材料，在发生断裂时产生的氧化铍粉末为剧毒材料，很容易引起环境污染。另外，行波管在高温、剧烈振动的环境下工作时，陶瓷夹持杆很可能会断裂成几部分，从而使行波管的性能下降，寿命减少。因此，非常有必要寻找一种既具有高的机械强度，又具有一定柔韧性能的陶瓷夹持杆。
技术实现思路
本技术提出一种行波管陶瓷夹持杆，该陶瓷夹持杆不仅具有较高的机械强度，而且还有一定的柔韧性能，克服了
技术介绍
中陶瓷夹持杆装配时易断裂的缺点。本技术提供了一种行波管陶瓷夹持杆，其特征在于，包括金属内芯和位于金属内芯外的陶瓷材料层，所述金属内芯的线膨胀系数与所述陶瓷材料的线膨胀系数相同或者相近，所述金属内芯的外表面依次设置一层金属层、活性金属层。进一步的,所述金属内芯的材料为低膨胀合金如铁镍钴磁封合金4J33或4J34。进一步的，所述陶瓷材料为氧化铍陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化铝陶瓷中的一种。进一步地，所述陶瓷夹持杆的横截面形状为矩形、圆形、扇形、梯形、品字形中的一种，或者其它形状；所述金属内芯的横截面形状为与陶瓷夹持杆横截面形状相同的矩形、圆形、扇形、梯形、品字形中的一种，或者其它形状。本技术的有益效果如下:(I)本技术所提供的一种带金属内芯的陶瓷夹持杆与常规陶瓷夹持杆相比，具有更好的强度和柔韧性，因此用于慢波结构的装配时，不容易断裂。(2)本技术的一种带金属内芯的陶瓷夹持杆在慢波结构中不仅起到介质绝缘的作用，还起到翼片加载的作用，故可以改善慢波结构的色散特性，增加行波管的带宽。另夕卜，由于毫米波慢波结构的横截面尺寸很小，在很小尺寸的慢波结构中加工翼片相当困难，难以保证加工的精度，因此本技术提高了慢波结构的加工精度，同时还降低了制造成本。【专利附图】【附图说明】图1是传统的矩形陶瓷夹持杆；图2是传统的圆形陶瓷夹持杆；图3是传统的扇形陶瓷持杆；图4是本技术的一种带矩形金属内芯的矩形陶瓷夹持杆；图5是本技术的一种带圆形金属内芯的圆形陶瓷夹持杆；图6是本技术的一种带梯形金属内芯的扇形陶瓷夹持杆。图中，I为陶瓷材料层，2为金属内芯。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本技术进一步说明，但本技术的实施方式不限于此。为了全面理解本技术，在以下详细描述中提到了众多具体细节。但是本领域技术人员应该理解，本技术可以无需这些具体细节而实现。在其它实例中，不详细描述公知的方法、过程、组件和电路，以免不必要地使实施例模糊。根据本技术公开了一种行波管陶瓷夹持杆，包括金属内芯2和位于金属内芯外的陶瓷材料层1，其金属内芯2的线膨胀系数与陶瓷材料层I的陶瓷材料的线膨胀系数相同或者相近，所述金属内芯的外表面依次设置一层金属层、活性金属层。其中，陶瓷材料为氧化铍陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化铝陶瓷中的一种，陶瓷夹持杆的横截面形状为如图4至图6所示的矩形、圆形、扇形或者梯形、品字形中的一种，或者其它形状，金属内芯的横截面形状为如图4至图6所示的与陶瓷夹持杆横截面形状相同的矩形、圆形、扇形或者梯形、品字形中的一种，或者其它形状。制备时采用以下方法:选用金属内芯和陶瓷材料，所述金属内芯的线膨胀系数与所述陶瓷材料的线膨胀系数相同或者相近；在金属内芯的外表面上首先至少镀一层银、铜、镍等金属层，然后再至少镀一层如钛、锆、钽、铌等活性金属层；将外表面镀有金属层的金属内芯固定在压制陶瓷夹持杆的模具的内部；在压制陶瓷夹持杆的模具中填满陶瓷材料，并开始陶瓷夹持杆的压制；将压制好的陶瓷夹持杆放在高温中烧结一定时间，得到陶瓷夹持杆成品。实施例一本实施方式以陶瓷夹持杆和金属内芯的横截面都为矩形结构，且金属内芯位于陶瓷夹持杆的中央为例，其中陶瓷夹持杆的材料为氧化铍，金属内芯的材料为铁镍钴磁封合金4J34。矩形槽的长边X短边X长度为4X5X13mm ;矩形陶瓷夹持杆的长边X短边X长度为4X5X 13mm;矩形金属内芯横截面的长边X短边X长度为2X2.5X 13mm。在金属内芯的表面分别镀一层10 μ m厚的镍层和钛层，然后把金属条固定在槽的中央，并在槽中填充氧化铍陶瓷粉末，经压力机压实后按正常的氧化铍陶瓷烧结规范进行烧结，烧结后便形成了本技术所设计的一种行波管用的带金属内芯的陶瓷夹持杆。本实施方案中氧化铍陶瓷的线膨胀系数在20_400°C范围内约为7.5X10_6/°C，杨氏模量为3X 10ηΝ/m-2，泊松比为0.3，抗折强度为137N/mnT2 ;铁镍钴磁封合金4J34的线膨胀系数在20-400°C范围内约为6.29X 10_6/°C，杨氏模量为1.568 X 1011Ν/mm-2，泊松比为0.3，抗折强度为539N/mnT2。可知，氧化铍陶瓷材料的线膨胀系数与铁镍钴磁封合金4J34的近似，但是铁镍钴磁封合金4J34的抗折强度为氧化铍陶瓷材料的3.93倍，因此本技术的一种行波管用的带金属内芯的陶瓷夹持杆与比传统氧化铍夹持杆的相比，具有更大的抗折强度，因此在慢波结构的装配时不容易断裂。实施例二本实施方式以陶瓷夹持杆和金属内芯的横截面都为圆形结构，且金属内芯位于陶瓷夹持杆的中央为例，其中陶瓷夹持杆的材料为氧化铝，金属内芯的材料为铁镍钴磁封合金4J33。圆形槽的半径X长度为4X 1OOmm ;圆形陶瓷夹持杆的半径X长度为4X IOOmm ；圆形金属内芯横截面的半径X长度为2 X 100mm。在金属内芯的表面分别镀一层10 μ m厚的铜层和钛层，然后把金属条固定在槽的中央，并在槽中填充氧化铝陶瓷粉末，经压力机压实后按正常的氧化铝陶瓷烧结规范进行烧结，烧结后便形成了本专利技术所设计的一种行波管用的带金属内芯的陶瓷夹持杆。本实施方案中氧化铝陶瓷的线膨胀系数在20-400°C范围内约为7.01X10_6/°C，杨氏模量为3.6 X 1O11NAT2，泊松比为0.3，抗折强度为323N/mnT2 ;铁镍钴磁封合金4J33的线膨胀系数在20-400°C范围内约为6.06 X 10—7°C，杨氏模量为1.76本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏彦玉，刘鲁伟，岳玲娜，徐进，路志刚，赵国庆，王战亮，黄民智，宫玉彬，王文祥，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：实用新型
国别省市：