[發(fā)明專利]一種可快速啟動(dòng)的陰極組件及其制備方法和應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210830350.5
• 申請(qǐng)日: 2022-07-15
• 公開（公告）號(hào): CN115332026A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王卉;張珂;李娜;秦穎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十二研究所
• 主分類號(hào): H01J1/22
• 分類號(hào): H01J1/22;H01J9/08;H01J23/04;H01J25/34
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張雪梅;鄒歡

本發(fā)明公開一種可快速啟動(dòng)的陰極組件，該陰極組件中包含：陰極主體，包含含孔的鎢基體，且所述鎢基體的表面和孔道中結(jié)合有含鈧鋁酸鹽；與該陰極主體相結(jié)合的熱子組件，包含熱絲以及共熔瓷。該陰極組件可以解決現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)大功率快啟行波管對(duì)高電流密度、3秒啟動(dòng)以及高可靠性的需求并不能得到滿足的問題。本發(fā)明還公開了該可快速啟動(dòng)的陰極組件的制備方法和應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及行波管的制備的技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，涉及一種可快速啟動(dòng)的陰極組件及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著行波管(TWT)研制技術(shù)的發(fā)展，快熱型TWT已經(jīng)越來越引起人們的關(guān)注。同時(shí)TWT對(duì)具有快速啟動(dòng)性能的陰極(簡(jiǎn)稱快熱陰極)的需求與應(yīng)用日益廣泛。機(jī)載上主要用于火控雷達(dá)的大功率雷達(dá)行波管、雙模行波管等；彈載行波管上主要用于電子戰(zhàn)行波管、誘餌的毫米波行波管等。彈載TWT或一些空間對(duì)抗應(yīng)用系統(tǒng)需要TWT具有快速反應(yīng)能力，陰極作為TWT的心臟，是TWT電子槍內(nèi)熱量最集中的部位，陰極的快速反應(yīng)能力成為整個(gè)系統(tǒng)快速反應(yīng)能力的關(guān)鍵。

快熱陰極熱子組件，是指在接通熱子電源的一定時(shí)間內(nèi)，陰極的發(fā)射能達(dá)到預(yù)定的指標(biāo)，即實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)功能，即使器件在使用前已貯存了數(shù)年，也同樣能滿足設(shè)計(jì)的使用要求。且器件中使用快熱陰極熱子組件的微波管必須能承受預(yù)定強(qiáng)度的振動(dòng)和沖擊。

轟擊型和直熱式加熱陰極能實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)，但轟擊式陰極熱子組件在轟擊陰極時(shí)會(huì)大量放氣，造成陰極中毒；典型的直熱式加熱陰極的阻抗很低，需要很高的電流，會(huì)產(chǎn)生不需要的陰極區(qū)域的磁場(chǎng)，所以這兩種陰極目前都不能滿足實(shí)際需求。

發(fā)明內(nèi)容

基于以上事實(shí)，本發(fā)明的目的在于提供一種可快速啟動(dòng)的陰極組件及其制備方法和應(yīng)用，以解決現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)大功率快啟行波管對(duì)高電流密度、3秒啟動(dòng)以及高可靠性的需求并不能得到滿足的問題。

一方面，本發(fā)明提供一種可快速啟動(dòng)的陰極組件，該陰極組件中包含：

陰極主體，包含含孔的鎢基體，且所述鎢基體的表面和孔道中結(jié)合有含鈧鋁酸鹽；

與該陰極主體相結(jié)合的熱子組件，包含熱絲以及共熔瓷。

進(jìn)一步地，所述共熔瓷由包括如下步驟的方法制備得到：

在粘結(jié)劑存在的條件下，將氧化鋁粉末與氧化釔粉末進(jìn)行混合、干燥、第一次燒結(jié)，得第一燒結(jié)物，其中，所述氧化鋁粉末為多邊形粉末；

將所述第一燒結(jié)物破碎后過篩，得第一混合粉末；

將球形氧化鋁粉末與所述第一混合粉末混合后，進(jìn)行第二次燒結(jié)，得所述共熔瓷。

進(jìn)一步地，所述干燥的溫度為100℃～200℃，時(shí)間為2小時(shí)以上。

進(jìn)一步地，所述氧化鋁粉末與氧化釔粉末的摩爾比為30-40:1-5。

進(jìn)一步地，所述第一混合粉末與所述球形氧化鋁粉末的摩爾比為1-5:10-20。

進(jìn)一步地，所述第一次燒結(jié)的溫度為1650-1800℃，時(shí)間為10-20分鐘。

進(jìn)一步地，所述第二次燒結(jié)的溫度為1800-1950℃，時(shí)間為5-15分鐘。

進(jìn)一步地，所述熱絲為螺旋線。

進(jìn)一步地，所述熱絲為復(fù)繞雙螺旋線。

進(jìn)一步地，所述熱絲為S型復(fù)繞雙螺旋線。

進(jìn)一步地，所述含孔的鎢基體的孔隙度為20-35％。

進(jìn)一步地，所述含孔的鎢基體由1-10μm的鎢粉末真空燒結(jié)而成。

進(jìn)一步地，所述含孔的鎢基體與含鈧鋁酸鹽的結(jié)合方式為：