一种激光陀螺电极及制造方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术电极膨胀系数很低，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。高低温下性能的高度稳定和数十年的气密寿命。高低温下性能的高度稳定和数十年的气密寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种激光陀螺电极及制造方法


[0001]本专利技术属于激光陀螺制造
，尤其涉及一种激光陀螺电极及制造方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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：
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。

技术实现思路

[0009]为解决上述技术问题，本专利技术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；
[0010]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。
[0011]如本专利技术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。
[0012]如本专利技术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。
[0013]如本专利技术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％。
[0014]如本专利技术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％；
[0015]所述电极基体和所述高纯铝壳体之间采用真空焊料焊接。
[0016]本专利技术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：
[0017]所述方法包括以下步骤：
[0018]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；
[0019]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；
[0020]步骤3，在完成步骤2的所述电极基体的内表面和密封面上附着高纯金属材料层；
[0021]步骤4，将完成步骤3的所述电极基体放入氧化炉中，在氧气环境下用预定加热温度加热氧化预定时间。
[0022]如本专利技术的第二方面所提出的方法，所述电极基体的规定光洁度须达到以下要求：使用放大倍数大于20倍的工具显微镜观察所述电极基体的内表面时，所述内表面光滑且观察不出缺陷点，所述缺陷点包括：划痕、凹坑或凸起。。
[0023]如本专利技术的第二方面所提出的方法，步骤1还包括：
[0024]当采用微晶玻璃或者石英玻璃做电极基体的材料时，采用金刚石磨具研磨加工为圆形帽状电极基体；
[0025]或者，当采用超因瓦合金做电极基体的材料时，采用车铣加工方式制成圆形帽状电极基体。
[0026]如本专利技术的第二方面所提出的方法，所述预定加热温度为：100～300℃，加热氧化预定时间为：大于等于5小时。
[0027]如本专利技术的第二方面所提出的方法，所述步骤3包括：
[0028]将完成步骤2的所述电极基体放入磁控离子溅射镀膜机中，在所述电极基体的内表面和密封面上镀制5～10um的高纯铝或高纯铍膜层；
[0029]或者，在采用超因瓦合金做电极基体的材料时，在清洗后的所述电极基内表面和密封面上，用高纯铟做焊料真空焊接一个高纯铝材料的圆帽状内壳。
[0030]采用本专利技术的方法
[0031](1)本专利技术可以直接用于现有的激光陀螺，不需要复杂的设计改动。
[0032](2)本专利技术电极膨胀系数很低，热应力小，能够确保仪表数十年的气密寿命；
[0033](3)本专利技术电极膨胀系数很低，热应力小，能够确保仪表高低温下性能的高度稳定；
[0034](4)本专利技术成本低，经济性好。
附图说明
[0035]图1为本专利技术的电极剖面图；
[0036]图2是本专利技术密封方式示意图。
[0037]其中,1.是电极基体，2.是电极内部镀层，3.是高纯铟密封环，4.是激光陀螺腔体。
具体实施方式
[0038]本专利技术设计一种低应力长寿命激光陀螺电极，适用于各种规格的激光陀螺。
[0039]本专利技术的技术解决问题是：克服现有铝或铍阴极与零膨胀微晶玻璃膨胀系数差异导致的密封层出现热应力，降低长期密封强度和可靠性的缺点，提出一种低应力长寿命的高可靠激光陀螺电极技术。
[0040]本专利技术提出一种采用低膨胀超因瓦合金或低膨胀微晶、石英玻璃作为基体，表面镀制一层微米厚度的高纯铝或高纯铍作为抗溅射层的复合式电极的设计方法。或者在超因瓦合金电极内部嵌入一层薄薄的高纯铝壳体，超因瓦合金电极与高纯铝壳体两者之间采用铟之类的真空焊料焊接。
[0041]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作出详细说明。
[0042]本专利技术的第一方面提出了一种激光陀螺4电极，所述电极包括阴极和阳极，所述电极基体1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，所述折边用作电极基体1与激光陀螺4之间的密封面；
[0043]所述电极基体1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2。
[0044]如本专利技术的第一方面提出的所述电极，所述电极基体1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。
[0045]如本专利技术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2；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。
[0046]如本专利技术的第一方面提出的所述电极，在所述密封面与激光陀螺4的接合面上粘接高纯铟密封环3，铟的纯度大于9本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光陀螺电极，其特征在于，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。2.如权利要求1所述的电极，其特征在于，所述电极基体的材料采用以下材料中的一种：微晶玻璃、石英玻璃或者超因瓦合金。3.如权利要求2所述的电极，其特征在于，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。4.如权利要求3所述的电极，其特征在于，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％。5.如权利要求2所述的电极，其特征在于，当采用超因瓦合金做电极时，在所述电极基体内嵌入一层高纯铝壳体代替所述高纯金属材料镀层，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。6.一种激光陀螺电极的制作方法，其特征在于，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立斌，
申请(专利权)人：天津集智航宇科技有限公司，
类型：发明
国别省市：