大功率行波管及材料的顯微研究.pdf

1、作為一種用于信號(hào)功率放大的微波真空電子器件，行波管具有高頻率、寬頻帶、大功率等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用作雷達(dá)、微波通信和電子對(duì)抗等的大功率發(fā)射源。相比于美俄等發(fā)達(dá)國家，國產(chǎn)行波管的差距主要體現(xiàn)在質(zhì)量和可靠性方面。目前，針對(duì)行波管性能的研究通常偏重于理論和設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行，而在行波管的研制中，行波管的質(zhì)量和可靠性很大程度上由材料的微觀結(jié)構(gòu)所決定。本論文采用以掃描電子顯微鏡和能譜儀為主的微觀分析手段，結(jié)合行波管及材料的實(shí)際研制工藝過程和使用情況，開展了

2、行波管氣密材料的漏氣分析研究、原材料的組成和結(jié)構(gòu)的對(duì)比分析、微觀分析評(píng)價(jià)和失效原因分析等工作。主要工作內(nèi)容和成果概述如下。
　　（1）導(dǎo)電性對(duì)能譜分析結(jié)果影響的研究。選取了導(dǎo)電性良好的黃銅和導(dǎo)電性差的氧化鋁陶瓷作為代表，進(jìn)行了能譜分析。重點(diǎn)對(duì)導(dǎo)電性差的氧化鋁陶瓷分析結(jié)果不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，進(jìn)行了機(jī)理討論，并提出了對(duì)導(dǎo)電性差的樣品進(jìn)行能譜分析時(shí)，采取噴碳或金膜、降低電壓、快速和低倍數(shù)下分析來減小誤差的方法。
　?。?）行波管氣密材料

3、漏氣分析研究。針對(duì)采用新批次極靴焊接漏氣問題，對(duì)正常和漏氣極靴進(jìn)行了微觀對(duì)比分析，找出失效原因?yàn)闃O靴基材較深的車削痕跡和鍍層表面雜質(zhì)的存在，影響了后續(xù)的焊接氣密性。對(duì)氣密材料鎳銅合金的微漏問題進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示，鎳銅合金中雜質(zhì)錳含量偏高，燒氫工過程中發(fā)生了錳向合金表面的遷移和氧化，同時(shí)由于氧化錳在晶界的析出，弱化了晶界內(nèi)聚力，致使晶界發(fā)生斷裂，使得鎳銅合金的氣密性變差。對(duì)一次金屬化后的陶瓷—金屬封接瓷件表面的不同微區(qū)進(jìn)行了對(duì)比分析，確

4、定了影響封接質(zhì)量和氣密性的原因?yàn)橥扛噙^程中的不規(guī)范操作致使金屬化后的瓷件表面被污染。
　?。?）行波管用陰極及材料的顯微分析。針對(duì)原材料鎢粉選擇的需求，對(duì)四個(gè)批次的鎢粉進(jìn)行了分析和篩選，最終篩選掉粒徑較小和粒度分布范圍較寬兩個(gè)批次的鎢粉并選擇到了合適批次的鎢粉進(jìn)行陰極的生產(chǎn)；對(duì)發(fā)射性能合格的陰極進(jìn)行了微觀結(jié)構(gòu)特征分析，結(jié)果顯示浸漬鹽類前鎢海綿體孔隙分布均勻，浸漬后鎢坯內(nèi)部的孔隙被發(fā)射物質(zhì)充分浸漬，獲得了合格陰極的微觀結(jié)構(gòu)判別依據(jù)；

5、對(duì)正常和的中毒陰極進(jìn)行了微觀對(duì)比分析，結(jié)合工藝過程得出陰極失效原因是行波管漏氣致使潮濕空氣進(jìn)入管內(nèi)，最終影響了陰極的微觀結(jié)構(gòu)和發(fā)射性能。
　?。?）針對(duì)一批氧化鈹陶瓷桿在裝管中容易脆斷的現(xiàn)象，采用微觀分析手段對(duì)正常和易脆斷的陶瓷桿進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示相對(duì)于正常樣品，有質(zhì)量缺陷的樣品表面有異常晶粒的長大，有較大的孔隙出現(xiàn)，晶界間存在主要含有氧化鋯成分的白色析出物，這些最終影響了氧化鈹陶瓷的力學(xué)性能。
　?。?）利用微觀分析手段