磁控管阴极、制作方法及磁控管阴极组件与流程

本申请涉及磁控管技术领域，具体涉及一种磁控管阴极、制作方法及磁控管阴极组件。

背景技术：

磁控管是产生微波的真空电子管。磁控管中由螺旋型钍钨阴极与钼支架组成的阴极组件是维持磁控管产生电子并维持电子持续振荡的电子源。钍钨合金与钼都属于难熔金属，熔点均超过2600℃，而且磁控管正常工作时，钍钨阴极最高温度超过1800℃。因此，必须选择合适的高温焊料才能确保钍钨合金丝与钼支架间的良好焊接以组成一个闭合回路，保证螺旋型钍钨阴极在适当的电流作用下以直热的方式发射热电子。

目前磁控管行业内普通采用两种方案来实现螺旋型阴极与钼支架的钎焊。第一种，将钌钼或钌钼镍粉末与丙酮、硝化棉混合成一定粘度的浆料，采取人工点胶的方式，将浆料涂在螺旋型阴极与钼支架接触的部位，再采取高频钎焊实现两者的连接；第二种，将钌粉、钼粉或镍粉按照一定比例混合，采取粉末冶金技术，将混合后的粉末压制成一定厚度的焊料环。此环经过低温烧结后，置入钼端帽的沉孔内，再经过高温烧结制成带焊料环的钼支架。此支架与螺旋型阴极组装后，再经过高频感应钎焊实现两者的可靠连接。在磁控管大批量生产过程中，上述两种方案均存在不足。人工点胶的随意性会导致钎焊后回路电阻的一致性较差，最终导致螺旋型阴极电子发射的电流均匀性不足，同时也会使得螺旋型阴极中间表面粘附少量焊料而降低真空管的真空度。在第二种方案中，焊环经过高频钎焊熔化后，螺旋型阴极凭自身重量会在钼端帽沉孔内的位置产生借位或倾斜，导致磁控管互作用空间结构发生细微的变化，最终会降低磁控管的工作效率。

技术实现要素：

本申请的目的是提供一种磁控管阴极、制作方法及磁控管阴极组件。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种磁控管阴极，包括螺旋灯丝，所述螺旋灯丝两端部的若干圈灯丝表面涂覆有焊料涂层。

进一步地，所述焊料涂层的厚度为0.04mm～0.08mm。

进一步地，所述螺旋灯丝的两端部各有两圈灯丝的外表面涂覆有所述焊料涂层。

进一步地，所述焊料涂层的材料为硅、硼、钌、锆中的任一种与钼按比例混合的混合物。

根据本申请实施例的另一个方面，提供一种磁控管阴极的制作方法，包括：

将螺旋灯丝的两端分别浸入焊料浆料中，使所述螺旋灯丝的两端涂布有所述焊料浆料；

待所述螺旋灯丝的两端的所述焊料浆料干燥后，将所述螺旋灯丝置入惰性气体保护气氛中脱脂；

将所述螺旋灯丝置于还原气氛炉中烧结，形成磁控管阴极。

进一步地，所述焊料浆料包括焊料与有机载体，所述有机载体由有机溶剂与粘接剂组成，所述焊料为硅、硼、钌、锆中的任一种与钼按比例混合的混合物。

进一步地，所述有机溶剂包括丙酮、无水乙醇、乙酸丁酯和草酸二乙酯。

进一步地，所述粘接剂包括乙基纤维素。

进一步地，所述有机载体中含有50wt％～68wt％的丙酮或无水乙醇、18wt％～24wt％的乙酸丁酯、10wt％～15wt％的草酸二乙酯和1.2wt％～2.4wt％的乙基纤维素。

进一步地，所述焊料浆料的制备方法包括：

将硅、硼、钌、锆中的任一种与钼按比例混合得到第一混合物；

将所述第一混合物经球磨机械合金化后形成合金焊料；

向所述合金焊料加入有机载体，得到第二混合物；

对所述第二混合物进行磁力搅拌，形成焊料浆料。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种磁控管阴极组件，包括支架，所述支架包括两个端帽，其特征在于，还包括所述的磁控管阴极，所述螺旋灯丝的两端分别置于所述支架的两个端帽内，所述端帽内侧表面接触所述焊料涂层。

本申请实施例的其中一个方面提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请实施例提供的磁控管阴极，其螺旋灯丝两端部的若干圈灯丝表面涂覆有焊料涂层，当磁控管阴极的两端分别置于磁控管阴极组件的两端帽内时，能够使端帽内侧表面接触焊料涂层，从而实现在焊接时在焊料涂层熔化前后，螺旋灯丝在支架端帽沉孔内的相对位置保持不变，确保磁控管的工作效率不受影响。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者，部分特征和优点可以从说明书中推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请的一个实施例的磁控管阴极的结构示意图；

图2示出了本申请的一个实施例的磁控管的剖视结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本申请做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请的一个实施例提供一种磁控管阴极，包括螺旋灯丝，该螺旋灯丝两端部的若干圈灯丝表面涂覆有焊料涂层。

例如，如图1所示，螺旋灯丝1的上端两圈螺旋圈2上涂覆有焊料涂层，下端两圈螺旋圈3上涂覆有焊料涂层。

在某些实施方式中，该焊料涂层的厚度为0.04mm～0.08mm。

在某些实施方式中，该焊料涂层的厚度为0.04mm。

在某些实施方式中，该焊料涂层的厚度为0.08mm。

在某些实施方式中，该焊料涂层的厚度为0.06mm。

在某些实施方式中，该螺旋灯丝的两端部各有两圈灯丝的外表面涂覆有该焊料涂层。

在某些实施方式中，所述焊料涂层的材料为硅、硼、钌、锆中的任一种与钼按比例混合的混合物。

本实施例还提供一种磁控管阴极的制作方法，包括以下步骤：

s1、将螺旋灯丝的两端分别浸入焊料浆料中，使该螺旋灯丝的两端涂布有该焊料浆料；

s2、待该螺旋灯丝的两端的该焊料浆料自然干燥后，将该螺旋灯丝置入280℃～450℃的氮气保护气氛中脱脂；

例如，将该螺旋灯丝置入280℃、320℃或450℃的惰性气体(例如氮气或氦气等)保护气氛中脱脂；

s3、将该螺旋灯丝置于1480℃～1850℃的还原气氛炉中烧结，形成磁控管阴极；

例如，将该螺旋灯丝置于1480℃、1600℃或1850℃的还原气氛炉中烧结。

在某些实施方式中，该焊料浆料包括焊料与有机载体，该有机载体由有机溶剂与粘接剂组成，该焊料为si、b、ru、zr中的任一种与mo按比例混合的混合物。

在某些实施方式中，该有机溶剂包括丙酮、无水乙醇、乙酸丁酯和草酸二乙酯。

在某些实施方式中，该粘接剂包括乙基纤维素。

在某些实施方式中，该有机载体中含有50wt％～68wt％的丙酮或无水乙醇、18wt％～24wt％的乙酸丁酯、10wt％～15wt％的草酸二乙酯和1.2wt％～2.4wt％的乙基纤维素。例如，50wt％、59wt％或68wt％的丙酮或无水乙醇，18wt％、21wt％或24wt％的乙酸丁酯，10wt％、12wt％或15wt％的草酸二乙酯，1.2wt％、1.8wt％或2.4wt％的乙基纤维素。

在某些实施方式中，该焊料浆料的制备方法包括：

s10、将si、b、ru、zr中的任一种与mo按比例混合得到第一混合物；si、b、ru、zr、mo分别代表硅、硼、钌、锆、钼；

s20、将该第一混合物经球磨机械合金化后形成合金焊料；

s30、向该合金焊料加入有机载体，得到第二混合物；

s40、对该第二混合物进行磁力搅拌，形成焊料浆料。

如图2所示，本实施例还提供一种磁控管阴极组件，包括支架，该支架包括上、下两端帽(上端帽4和下端帽5)，还包括磁控管阴极，磁控管阴极包括螺旋灯丝；该螺旋灯丝两端部的若干圈灯丝表面涂覆有焊料涂层，且能够实现：当该磁控管阴极的轴向两端部分别置于磁控管阴极组件的两端帽内时，端帽内侧表面接触该焊料涂层。磁控管阴极的轴向两端分别置于该支架的两端帽(上端帽4和下端帽5)内，端帽内侧表面接触焊料涂层。焊接时，焊料涂层融化使螺旋灯丝与端帽焊接在一起。焊料涂层熔化前后，螺旋灯丝在支架端帽沉孔内的相对位置保持不变，确保磁控管的工作效率不受影响；同时，避免了螺旋灯丝中间粘附的焊料蒸发导致真空度降低。

本实施例提供了一种磁控管阴极，其价格低廉、制造工艺简单，高频钎焊后，回路电阻一致性好且螺旋型磁控管阴极定位精确，能保证磁控管的工作效率不受影响。

焊料浆料包括焊料与有机载体；焊料浆料的制备包括以下步骤：

s01、有机载体由有机溶剂与粘结剂组成；

s02、有机溶剂包括丙酮、无水乙醇、乙酸丁酯、草酸二乙酯等；

s03、采用稳定性高的、挥发后无任何残留物的乙基纤维素(en50)作为粘结剂；

s04、以有机载体的总质量为基准，该有机载体中含有50wt％～68wt％的丙酮(或无水乙醇)，18wt％～24wt％的乙酸丁酯，10wt％～15wt％的草酸二乙酯与1.2wt％～2.4wt％的乙基纤维素；

s05、焊料主成分包括mo；si、b、ru、zr中的任何一种与mo按照一定的比例混合，经球磨机械合金化后形成合金焊料，然后加入一定量的有机载体，通过磁力搅拌形成一定粘度的焊料浆料。

焊料涂层的涂覆与烧结的过程包括以下步骤：

将螺旋型阴极两端先后浸入上述不断搅拌的焊料浆料中，浸入深度为0.8mm～2.4mm，待自然干燥后置入280℃～450℃的氮气保护气氛中脱脂，再转入1480℃～1850℃的还原气氛炉中烧结形成螺旋型阴极与焊料集成的组件，螺旋型阴极两端表面焊料涂层的厚度为0.04mm～0.08mm。

本实施例提供的磁控管阴极，包括螺旋灯丝，螺旋灯丝两端部的若干圈灯丝表面涂覆有焊料涂层，当磁控管阴极的两端分别置于磁控管阴极组件的两端帽内时，能够使端帽内侧表面接触焊料涂层，从而实现在焊接时在焊料涂层熔化前后，螺旋灯丝在支架端帽沉孔内的相对位置保持不变，确保磁控管的工作效率不受影响。

需要说明的是：

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本申请的示例性实施例的描述中，本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本申请的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(dsp)来实现根据本申请实施例的虚拟机的创建装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本申请还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本申请的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本申请可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上所述实施例仅表达了本申请的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。