[發(fā)明專利]一種激光陀螺電極及制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211068625.2
• 申請日: 2022-09-02
• 公開（公告）號: CN115479596A
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王立斌
• 申請（專利權(quán)）人: 天津集智航宇科技有限公司
• 主分類號: G01C19/66
• 分類號: G01C19/66;C23C14/35;C23C14/16;C23C14/18;C23C14/58
• 代理公司: 中國和平利用軍工技術(shù)協(xié)會專利中心 11215
• 代理人: 劉光德

本發(fā)明提出一種低應(yīng)力長壽命激光陀螺電極及制造方法，涉及激光陀螺制造技術(shù)領(lǐng)域，該電極包括陰極和陽極，電極基體為圓形帽狀，電極基體的材料為單一耐高溫材料；電極基體下端有向外伸出的折邊，折邊用作密封面；并在電極的內(nèi)表面和密封面鍍覆純凈金屬材料鍍層，鍍層厚度為預(yù)定厚度。電極基體的材料包括：微晶玻璃、石英玻璃或者低膨脹超因瓦合金。采用磁控離子濺射鍍膜機對電極鍍膜；純凈金屬材料鍍層為高純鋁或高純鈹，鍍層厚度：5～10um。密封面與激光陀螺的接合面上粘接高純銦密封環(huán)。本發(fā)明電極膨脹系數(shù)很低，熱應(yīng)力小，能夠確保儀表高低溫下性能的高度穩(wěn)定和數(shù)十年的氣密壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于激光陀螺制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種激光陀螺電極及制造方法。

背景技術(shù)

激光陀螺是一種高精度、高可靠、長壽命的慣性儀表，廣泛用于運載火箭、衛(wèi)星飛船、導(dǎo)彈武器、航空飛機、潛艇艦船等領(lǐng)域。主要部件為零膨脹微晶玻璃制成的諧振腔，整塊微晶玻璃內(nèi)部加工有高精度的細長孔。

玻璃腔體與毛細管交匯的四個面粘接反射鏡，形成穩(wěn)定的閉合回路。反射鏡的熱膨脹系數(shù)和玻璃腔體非常接近(通常是一種材質(zhì))，粘接采用的是基于分子吸引力的光膠技術(shù)。

玻璃腔體的側(cè)面粘接有金屬陰極和陽極。陰極材料通常為高純鋁、高純鈹，陽極材料為不銹鋼、無氧銅、可伐合金或超因瓦合金。由于金屬和幾乎零膨脹的微晶玻璃熱膨脹系數(shù)差異很大，這種粘接往往是用柔軟的銦絲來實現(xiàn)密封連接。

陰極通常是氣密的薄弱點，以及儀表壽命的關(guān)鍵點，存在如下問題：

一是鋁或鈹?shù)炔馁|(zhì)的陰極膨脹系數(shù)通常達到10^-5，與微晶玻璃10^-8量級的膨脹系數(shù)差異太大，熱應(yīng)力引起銦密封層的疲勞退化，導(dǎo)致氣密強度下降，同時應(yīng)力引起光路的形變，降低了陀螺性能。

二是采用低膨脹的材質(zhì)不耐濺射，工作壽命太短，或者這類材質(zhì)不導(dǎo)電，無法工作。

現(xiàn)有的專利和文獻沒有一種膨脹系數(shù)低又耐濺射的電極，來適應(yīng)高精度長壽命激光陀螺的發(fā)展需求。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的第一方面提出了一種激光陀螺電極，所述電極包括陰極和陽極，所述電極基體為圓形帽狀，所述電極基體的材料為單一耐高溫材料；所述電極基體下端有向外伸出的折邊，所述折邊用作電極與激光陀螺之間的密封面；

所述電極基體的內(nèi)表面被拋光到規(guī)定光潔度，并在所述電極的內(nèi)表面和所述密封面上鍍覆預(yù)定厚度的高純金屬材料鍍層。

如本發(fā)明的第一方面提出的所述電極，所述電極基體的材料采用以下材料中的一種：微晶玻璃、石英玻璃或者低膨脹超因瓦合金。

如本發(fā)明的第一方面提出的所述電極，采用磁控離子濺射鍍膜機對所述電極鍍膜；所述高純金屬材料為高純鋁或高純鈹，金屬材料的純度大于99.99％，所述高純金屬材料鍍層的預(yù)定厚度為：5～10um。

如本發(fā)明的第一方面提出的所述電極，在所述密封面與激光陀螺的接合面上粘接高純銦密封環(huán)，銦的純度大于99.99％。

如本發(fā)明的第一方面提出的所述電極，采用超因瓦合金做電極時，采用在電極基體內(nèi)嵌入一層高純鋁殼體代替所述純凈金屬材料鍍層，鋁的純度大于99.99％；

所述電極基體和所述高純鋁殼體之間采用真空焊料焊接。

本發(fā)明的第二方面提出一種激光陀螺電極的制作方法，所述方法包括以下步驟：

所述方法包括以下步驟：

步驟1，將電極材料加工為圓形帽狀電極基體，所述電極基體內(nèi)表面作拋光處理到規(guī)定光潔度；

步驟2，將完成步驟1的所述電極基體進行清洗和酸腐蝕，以去除電極基體表面的雜質(zhì)層；