專(zhuān)利名稱(chēng)：一種大功率電子管熱解石墨柵極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種改進(jìn)的大功率電子管柵極，屬基本電子器件技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在電子管結(jié)構(gòu)中，柵極與陰極接近，工作時(shí)要接受電子的轟擊。柵極是網(wǎng)狀鉬絲結(jié)構(gòu)，一般鉬絲的柵極最大加熱功率為12w/cm2，再高則會(huì)燒壞柵極涂復(fù)的表面材料層(鋯、白金等)，從而損壞柵極，使電子管的使用壽命告終。我國(guó)從上世紀(jì)七十年代開(kāi)始研制熱解石墨柵極，采取的方法是先定制熱解石墨柵極毛坯，再用噴砂的方法制出柵網(wǎng)。由此獲得的柵極曾先后在FU-105Z1和FU-101Z發(fā)射功率管中使用，結(jié)果都表現(xiàn)為高壓性能不好，產(chǎn)生高壓打火，其原因是熱解石墨表面經(jīng)機(jī)加工后，在加工表面的破損處易掉石墨粉。
通常，制造熱解石墨柵極的工藝過(guò)程是在真空爐中裝天然石墨芯模，作為柵極毛坯的胎模，爐中充以丙烷，加高溫到1700℃以上。丙烷在高溫下分解為氫和碳，分解出的碳原子就附著在天然石墨的胎模上，當(dāng)沉積的厚度增加到所需要的厚度尺寸時(shí)停止沉積，取出毛坯殼體。毛坯是碳原子沉積得到的，因?yàn)樵诿魃系脑优帕信c石墨的原子排列的結(jié)構(gòu)形式相同，所以稱(chēng)之為熱解石墨。沉積的毛坯尺寸與柵極零件設(shè)計(jì)要求的尺寸不符，必須通過(guò)精密機(jī)加工來(lái)完成(如車(chē)內(nèi)外園、噴砂或電火花打孔等)。因?yàn)樘假|(zhì)的石墨質(zhì)脆、易裂，易掉粉粒，因此在高電壓的作用下會(huì)以團(tuán)粒的形狀掉下來(lái)，它是帶電體，當(dāng)從低電位的柵極跑向高電位的陽(yáng)極，便形成高壓打火。在發(fā)射機(jī)中由于閃絡(luò)保護(hù)電路頻繁被啟動(dòng)，使機(jī)器無(wú)法工作。在電子管制造行業(yè)，由于未能解決熱解石墨柵極掉粉打火的問(wèn)題，所以熱解石墨柵極技術(shù)尚未能夠成功地應(yīng)用在大功率發(fā)射管上。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服普通熱解石墨柵極高壓性能不好的缺點(diǎn)、而提供一種大功率電子管熱解石墨柵極。
解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案是一種大功率電子管熱解石墨柵極，它采用熱解石墨作柵極，其改進(jìn)在于，在所述柵極機(jī)加工后的柵網(wǎng)絲表面再覆蓋一層二次熱解石墨沉積層。
上述大功率電子管熱解石墨柵極，所述熱解石墨沉積層的厚度為10～35μm。
本實(shí)用新型在經(jīng)過(guò)機(jī)加工后的熱解石墨柵極的表面重新形成一層熱解石墨完整的沉積表面，這種熱解石墨柵極表面光滑密實(shí)，如沒(méi)有再一次的機(jī)械損傷是不容易掉粉的，從而消除了由于機(jī)加工所破壞的熱解石墨柵極晶體表面，獲得優(yōu)良的高壓性能。本實(shí)用新型方法簡(jiǎn)單易行、不需增加更多的高精尖設(shè)備，即有效地解決了幾十年來(lái)沒(méi)有解決的技術(shù)難題，使采用熱解石墨柵極制造大功率電子發(fā)射管技術(shù)上取得突破性的進(jìn)展，大大縮小了電子管的體積，延長(zhǎng)了使用壽命。


圖1是熱解石墨柵極絲的橫截剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中各標(biāo)號(hào)為1.一次沉積機(jī)加工的柵網(wǎng)絲，2.二次熱解石墨沉積層。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型可采用下述工藝實(shí)現(xiàn)在真空爐中裝一天然石墨芯模，作為柵極毛坯的胎模，爐中充以丙烷，加高溫。丙烷在高溫下分解為氫和碳，分解出的碳原子就附著在天然石墨的胎模上，隨著時(shí)間的增加沉積的厚度增加，一直到所需要的厚度尺寸而停止沉積。當(dāng)沉積的毛坯隨胎模取出時(shí)，由于天然石墨與沉積的熱解石墨毛坯的熱膨脹系數(shù)差別較大，所以毛坯和胎模自動(dòng)分離開(kāi)，很容易取下毛坯殼體。毛坯是碳原子沉積得到的，在毛坯上的原子排列與石墨的原子排列的結(jié)構(gòu)形式相同，但表面光滑密實(shí)。
熱解石墨毛坯的尺寸不符要求，需對(duì)熱解石墨柵極毛坯進(jìn)行機(jī)加工。加工后的石墨柵極容易受到損傷、易掉粉粒，所以再進(jìn)行二次沉積。將其再放入沉積爐中進(jìn)行沉積，沉積工藝同前。二次沉積的厚度控制在10μm～35μm左右，這樣就重新形成一層熱解石墨完整的沉積表面，以此消除被機(jī)加工破壞的熱解石墨晶體表面，從而得到優(yōu)良的高壓性能。
權(quán)利要求1.一種大功率電子管熱解石墨柵極，它采用熱解石墨作柵極，其特征在于，在所述柵極機(jī)加工后的柵網(wǎng)絲[1]的表面再覆蓋一層二次熱解石墨沉積層[2]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率電子管熱解石墨柵極，其特征在于，所述二次熱解石墨沉積層的厚度為10～35μm。
專(zhuān)利摘要一種大功率電子管熱解石墨柵極，屬電子器件技術(shù)領(lǐng)域，用于解決石墨柵極掉粉打火的問(wèn)題。其技術(shù)方案是一種大功率電子管熱解石墨柵極，它采用熱解石墨作柵極，改進(jìn)后的柵極，在機(jī)加工后的柵網(wǎng)絲表面再覆蓋一層二次熱解石墨沉積層。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作容易，解決了幾十年來(lái)沒(méi)有解決的技術(shù)難題，使熱解石墨制作大功率電子發(fā)射管柵極的技術(shù)取得突破性的進(jìn)展。該項(xiàng)技術(shù)可以大大縮小電子管的結(jié)構(gòu)尺寸，使制造特大功率的電子管成為可能，延長(zhǎng)了使用壽命，從而大大降低了電子管的使用成本。
文檔編號(hào)H01J19/00GK2807458SQ200520113358
公開(kāi)日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2005年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月13日
發(fā)明者張香齋, 朱自文 申請(qǐng)人:朱自文