行波管陰極和慢波結(jié)構(gòu)的電子顯微研究及案例庫(kù).pdf

1、行波管在高頻率、寬頻帶、功率大等方面具有一定優(yōu)勢(shì),在軍用衛(wèi)星和干擾機(jī)等雷達(dá)系統(tǒng)中發(fā)揮重大作用。自制與國(guó)外行波管相比,在性能上差距較小,但在質(zhì)量和可靠性方面差距較大。為了提高自制行波管質(zhì)量和可靠性,本工作通過(guò)掃描電子顯微鏡對(duì)行波管及材料的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行形貌分析結(jié)合能譜儀對(duì)材料進(jìn)行成分分析,開展了對(duì)行波管陰極發(fā)射性能變差分析研究、慢波結(jié)構(gòu)散熱性能下降和管殼漏氣原因分析等工作,主要工作內(nèi)容如下。
　　(1)微觀分析技術(shù)在行波管及材料研究中

2、的應(yīng)用。微觀分析技術(shù)在選擇合適原材料方面的應(yīng)用,列舉了通過(guò)掃描電子顯微鏡對(duì)鎢粉進(jìn)行形貌分析;在研究最佳工藝方面,列舉了通過(guò)采用微觀手段檢測(cè)從鉬酸銨到鉬粉的工藝過(guò)程中不同階段的形貌圖,以便指導(dǎo)鉬粉的生產(chǎn)工藝;在失效分析方面,列舉陰極筒在裝配中脫落產(chǎn)生的原因。
　　(2)行波管陰極材料分析研究。針對(duì)陰極發(fā)射性能降低問(wèn)題,通過(guò)對(duì)陰極表面及體內(nèi)不同微區(qū)的發(fā)射物質(zhì)進(jìn)行微觀對(duì)比分析,分析結(jié)果表明,鎢海綿體受熱不均勻,發(fā)射物質(zhì)過(guò)度析出在表面,而

3、導(dǎo)致陰極的電流發(fā)射性能下降。針對(duì)陰極鉬支撐筒開裂和變形現(xiàn)象,通過(guò)對(duì)比分析不同結(jié)構(gòu)和不同焊接工藝的陰極,找出來(lái)鉬支撐筒開裂的原因?yàn)楹附犹庛f金屬的晶界被弱化所致;鉬支撐筒變形的原因?yàn)楹缚p附近的鎢鉬產(chǎn)生在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的拉力引起鉬筒變形。采用掃描電鏡對(duì)鎢海綿體進(jìn)行微觀質(zhì)量評(píng)價(jià),及對(duì)比國(guó)內(nèi)外覆膜陰極,從結(jié)構(gòu)、發(fā)射面、覆膜厚度和發(fā)射物含量各方面采用微觀分析手段進(jìn)行對(duì)比分析,對(duì)自制覆膜陰極質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。
　　(3)行波管用慢波結(jié)構(gòu)及材料的顯微

4、分析研究。針對(duì)鉬螺旋形鍍層脫落現(xiàn)象,對(duì)比分析正常和脫落區(qū)域的鉬螺旋形,找出鍍層脫落的原因?yàn)閲娚斑^(guò)后的殘留物粘接在鉬表面,導(dǎo)致后續(xù)鍍鎳和鍍銅失敗。針對(duì)慢波結(jié)構(gòu)散熱性能下降問(wèn)題,對(duì)加載條進(jìn)行微觀分析,找到散熱性能下降的原因是慢波系統(tǒng)工作溫度過(guò)高使鎢-銅合金導(dǎo)熱性能下降,慢波系統(tǒng)溫度升高所致。針對(duì)衰減器表面存在的斑點(diǎn)問(wèn)題,對(duì)正常和斑點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行對(duì)比分析,找出了原因?yàn)楣に嚬こ讨锈}等雜質(zhì)的引入導(dǎo)致。最后,針對(duì)慢波結(jié)構(gòu)鎳銅合金管殼漏氣問(wèn)題,運(yùn)用掃面電

5、子顯微鏡和能譜儀對(duì)管殼進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)和成分分析。結(jié)果表明,燒氫工序中引入的氧與鎳銅合金中雜錳元素發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)物弱化了晶界內(nèi)聚力,使合金在晶界處容易出現(xiàn)開裂,導(dǎo)致鎳銅合金管殼漏氣。
　　(4)微觀分析案例庫(kù)。針對(duì)本課題組在長(zhǎng)期的行波管及材料的研制和微觀分析測(cè)試工作中,積累了大量分析研究案例,為了使這些資料的有效存儲(chǔ)和合理利用問(wèn)題,開發(fā)了微觀分析案例庫(kù),并將典型案例從材料、工藝、質(zhì)量、失效、分析測(cè)試方法和其它等方面進(jìn)行分類整理后添加入