專利名稱：一種空間行波管用多孔鈦材料的制造方法
技術領域：
本發明屬于微波電真空器件領域，具體地說是ー種用于長期維持空間行波管內部真空度的多孔鈦材料的制造方法。
背景技術：
空間行波管對長壽命有著極高的要求 ，要延長壽命最基本的就是保證行波管內的高真空度不被破壞，而收集極在收集能量交換后的電子時，受其轟擊必然產生一定的放氣，這將使得管內真空度逐漸惡化。因此需要ー種材料即可以用來制作收集極的電極，同時又能夠將電子轟擊時產生的氣體吸收掉，以維護行波管內的高真空度。鈦(Ti)具有良好的吸氣性能，同時還有重量輕、高溫強度好等諸多優點，在電真空器件的制造中已有多方面的應用。在速調管、行波管中常作為結構件，如電極、屏蔽片等，更主要的是做吸氣材料用，如維持管內真空度的離子泵等。而在空間行波管中，為保證長壽命和高可靠性，同時減輕重量，對鈦的性能提出了更高的要求，特別是在收集電子的多級降壓收集極處，長時間工作后在電子轟擊電極時必然產生一定放氣，可通過電場設計在部分電子轟擊較少處使用鈦材料來達到及時除氣的效果，但若使用普通的鈦做電極的話，表面會很快達到飽和，而因其較密實的結構狀態，無法將氣體遷移到內部，故而吸氣性能很快就會衰減棹。為了長時間維持管內的真空度，應該使用類似吸氣劑結構的多孔結構的鈦材料來避免上述問題，同時也可減輕一定的重量。因此研究多孔結構鈦材料的制作エ藝對長壽命的空間行波管有著重要的意義。

發明內容
本發明的目的在于提供一種空間行波管用多孔鈦材料的制造方法，用于對維持管內真空度有著更高要求的空間行波管。本發明是這樣實現的，一種空間行波管用多孔鈦零件的制造方法，其包括以下步驟(I)壓制エ序，選用顆粒度5 ii m的鈦粉，放入沖床的沖壓模具中，在沖床上設置壓カ范圍5 8噸,進行毛還壓制形成毛還；(2)真空燒結エ序，將壓制好的毛坯放入真空爐中高溫燒結，溫度范圍850 900° C，保溫I. 5 2小吋，隨后自然冷卻形成該空間行波管用多孔鈦材料。本發明還提供ー種由上述空間行波管用多孔鈦材料的制造方法的空間行波管用多孔鈦材料的檢測方法，其檢測方法包括以下步驟(3)檢測エ序，用毛坯的密度變化來計算燒結后毛坯的孔隙度，即孔隙度=(1_實際密度/理論密度)X 100%,要求孔隙度在(60 ± 10) %，超出范圍的毛坯報廢。本發明還提供一種空間行波管用多孔鈦零件的制造方法，該空間行波管用多孔鈦零件的制造方法采用由上述空間行波管用多孔鈦材料的制造方法的空間行波管用多孔鈦材料，且該空間行波管用多孔鈦材料通過上述空間行波管用多孔鈦材料的檢測方法檢測，該空間行波管用多孔鈦零件的制造方法包括以下步驟(4)車加工エ序，按照使用要求將檢測后的毛坯車加工到所需尺寸形成零件；(5)酸洗エ序，按下列成份配制酸洗溶液鹽酸，240 ml ;40%的氫氟酸，60 ml ;氯化鈉，50g/l ;水，700 ml ;將車加工的該零件浸入酸洗溶液進行酸洗，酸洗時間為5 10分鐘，零件洗去的厚度約為0. 02-0. 03毫米；之后用自來水沖洗零件至少30秒，再用酒精脫水烘干；(6)真空退火エ序，將酸洗后的零件放入真空爐中進行退火，溫度650 700° C，保溫0. 5 I小吋，隨后自然冷卻形成該空間行波管用多孔鈦零件。本發明還提供ー種上述空間行波管用多孔鈦零件的制造方法制造的空間行波管用多孔鈦零件的封存方法，該空間行波管用多孔鈦零件的封存方法包括以下步驟
(7)封存エ序，將退火后的零件真空封裝到玻璃管中。本發明還提供ー種由上述空間行波管用多孔鈦零件的封存方法封存的空間行波管用多孔鈦零件的使用方法，該空間行波管用多孔鈦零件的使用方法包括以下步驟(8)裝管使用，該空間行波管用多孔鈦零件在裝管使用前一小時打開玻璃管。本發明的有益效果是，常規采用的鈦材料本身具有良好的吸氣性能，但由于在收集極等部件中的體積有限，對長時間維護管內高真空能力有限；而通過壓制燒結制成多孔結構的鈦材料，其孔隙度在50% 70%，因増大了表面積，吸氣性能大大提高，并且吸附的氣體可有效遷移到內部，因此吸氣容量也得以提升，這樣就對長期維護空間行波管內的真空度、保證器件的長壽命起到更好的作用。


下面對本發明說明書各幅附圖表達的內容及圖中的標記作簡要說明圖I為本發明壓制エ序使用的沖壓模具結構圖；圖2為采用本發明得到的空間行波管用多孔鈦零件的結構示意圖。符號說明套筒I、底座2、壓桿3、多孔鈦毛坯4。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進ー步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。請ー并參閱圖I及圖2，如圖2為所述多孔鈦材料在空間行波管收集極部件中應用的ー個零件，使用了一種空間行波管用多孔鈦材料的制造方法，制作該零件包括以下エ序;(I)壓制エ序選用顆粒度5iim左右的鈦(Ti)粉，放入沖壓模具，在沖床上設置壓カ為6噸，進行毛坯壓制。沖壓模具如圖I所示，沖壓模具包括套筒I、底座2、壓桿3，套筒I由底座2支撐，底座2的中部延伸入套筒I內，套筒I內收容有多孔鈦毛坯4(就是顆粒度5 iim左右的鈦(Ti)粉)，壓桿3的壓持端伸入套筒I內與該底座2 —同壓持多孔鈦毛坯4。(2)真空燒結エ序
將壓制好的毛坯放入真空爐中高溫燒結，溫度設定為850° C，保溫時間設定為
I.5小時，隨后自然冷卻。(3)檢測エ序用密度的變化來計算燒結后毛坯的孔隙度，即孔隙度=(I-實際密度/理論密度)，要求孔隙度在(60±10)%，超出范圍的毛坯報廢。(4)車加工ェ序在精密車床上裝夾好毛坯，先車加工外徑，然后車加工尖頭和凹臺，再用500目的砂紙對倒角進行處理。注意進刀均勻，且尺寸快到位時進刀量不大于0. 1mm，避免在表面產生車刀痕。 (5)酸洗エ序按下列成份配制酸洗溶液鹽酸，240 ml ;氫氟酸(40%)，60 ml ;氯化鈉，50g/l ；水，700 ml ;將車加工后的零件浸入溶液進行酸洗，酸洗時間為(8±0. 5)分鐘，零件洗去的厚度約為(0. 02-0. 03)毫米；之后用自來水沖洗零件60秒，再用酒精脫水烘干。(6)真空退火エ序將酸洗后的零件放入真空爐中進行退火，溫度設定為650° C，保溫時間設定為0.5小時，隨后自然冷卻。(7)封存エ序將退火后的零件真空封裝到玻璃管中，做好標識，存入零件庫房。在裝管使用前ー小時再打開玻璃管，盡量減少在空氣中的暴露時間。本發明公開了ー種空間行波管用多孔鈦材料的制造方法，通過壓制燒結制成多孔結構的鈦材料，其孔隙度在50% 70%，因増大了表面積，吸氣性能大大提高，并且吸附的氣體可有效遷移到內部，因此吸氣容量也得以提升。空間行波管的收集極部件使用該種材料制作部分電極，可以有效將電子轟擊時產生的氣體吸收掉，以長期維持行波管內的高真空度，保證整管的長壽命。同時使用多孔鈦材料也可減輕部分重量，這對于減小空間行波管的整體質量有著一定的正面影響。本發明的有益效果是，常規采用的鈦材料本身具有良好的吸氣性能，但由于在收集極等部件中的體積有限，對長時間維護管內高真空能力有限；而通過壓制燒結制成多孔結構的鈦材料，其孔隙度在50% 70%，因増大了表面積，吸氣性能大大提高，并且吸附的氣體可有效遷移到內部，因此吸氣容量也得以提升，這樣就對長期維護空間行波管內的真空度、保證器件的長壽命起到更好的作用。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種空間行波管用多孔鈦材料的制造方法，其特征在于，其包括以下步驟 (1)壓制工序，選用顆粒度5u m的鈦粉，放入沖床的沖壓模具中，在沖床上設置壓力范圍5 8噸,進行毛還壓制形成毛還； (2)真空燒結工序，將壓制好的毛坯放入真空爐中高溫燒結，溫度范圍850 900°C，保溫I. 5 2小時，隨后自然冷卻形成該空間行波管用多孔鈦材料。
2.如權利要求I所述的空間行波管用多孔鈦材料的制造方法，其特征在于，該空間行波管用多孔鈦材料的制造方法制造的空間行波管用多孔鈦材料，其檢測方法包括以下步驟 (3)檢測工序，用毛坯的密度變化來計算燒結后毛坯的孔隙度，即孔隙度=(I-實際密度/理論密度)\100%，要求孔隙度在(60±10)%，超出范圍的毛坯報廢。
3.如權利要求2所述的空間行波管用多孔鈦材料的制造方法，其特征在于，利用通過該空間行波管用多孔鈦材料的檢測方法檢測的空間行波管用多孔鈦材料制造一種空間行波管用多孔鈦零件，該空間行波管用多孔鈦零件的制造方法包括以下步驟 (4)車加工工序，按照使用要求將檢測后的毛坯車加工到所需尺寸形成零件； (5)酸洗工序，按下列成份配制酸洗溶液鹽酸，240ml ;40%的氫氟酸，60 ml ;氯化鈉，50g/l ;水，700 ml ;將車加工的該零件浸入酸洗溶液進行酸洗，酸洗時間為5 10分鐘，零件洗去的厚度約為0. 02-0. 03毫米；之后用自來水沖洗零件至少30秒，再用酒精脫水烘干; (6)真空退火工序，將酸洗后的零件放入真空爐中進行退火，溫度650 700°C，保溫0.5 I小時，隨后自然冷卻形成該空間行波管用多孔鈦零件。
4.如權利要求3所述的空間行波管用多孔鈦材料的制造方法，其特征在于，該空間行波管用多孔鈦零件的封存方法包括以下步驟 (7)封存工序，將退火后的零件真空封裝到玻璃管中。
5.如權利要求3所述的空間行波管用多孔鈦材料的制造方法，其特征在于，由該空間行波管用多孔鈦零件的封存方法封存的空間行波管用多孔鈦零件，其裝管使用時，該空間行波管用多孔鈦零件的使用方法包括以下步驟 (8)裝管使用，該空間行波管用多孔鈦零件在裝管使用前一小時打開玻璃管。
全文摘要
本發明公開了一種空間行波管用多孔鈦材料的制造方法，其包括以下步驟(1)壓制工序，選用顆粒度5μm的鈦粉，放入沖床的沖壓模具中，在沖床上設置壓力范圍5～8噸，進行毛坯壓制形成毛坯；(2)真空燒結工序，將壓制好的毛坯放入真空爐中高溫燒結，溫度范圍850～900℃，保溫1.5～2小時，隨后自然冷卻形成該空間行波管用多孔鈦材料。本發明的優點在于通過壓制燒結制成多孔結構的鈦材料，其孔隙度在50%~70%，因增大了表面積，吸氣性能大大提高，并且吸附的氣體可有效遷移到內部，因此吸氣容量也得以提升，這樣就對長期維護空間行波管內的真空度、保證器件的長壽命起到更好的作用。
文檔編號B22F5/12GK102806348SQ20121028237
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月9日 優先權日2012年8月9日
發明者吳華夏, 周秋俊, 程海, 王鵬康 申請人:安徽華東光電技術研究所