Твердофазное соединение элементов металлокерамических узлов спиральных замедляющих систем ламп бегущей волны

• Автор: Орлова, Марина Дмитриевна
• Шифр специальности: 05.27.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 109 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Способы увеличения теплорассеивающей способности спиральных

замедляющих систем ламп бегущей волны

1.1. Типы замедляющих систем

1.2. Методы закрепления замедляющей системы в корпусе прибора

1.3. Анализ способов соединения металла с керамикой

1.4. Физико-химические процессы при твердофазном взаимодействие

1.5. Методы нанесения покрытий

Выводы
2. Теоретические исследования взаимодействия оксида бериллия с медным
покрытием спирали
2.1. Модель взаимодействия оксида бериллия с медью
2.2. Идентификация параметров модели твердофазного взаимодействия с помощью метода регрессионного анализа экспериментальных данных
2.3. Влияние газовой фазы на взаимодействия оксида бериллия с медыо
Выводы
3. Экспериментальные исследования
3.1. Методика экспериментальных исследований
3.2. Исследование процесса нанесения медного покрытия на спираль
3.3. Исследование процесса твердофазного соединения
3.4. Исследование термического сопротивления ВЧ пакета
Выводы
4. Опытно-промышленная проверка результатов работы
4.1. Технология напыления медного покрытия
4.2. Технология сборки спирали с керамическими стержнями
4.3. Технологический процесс твердофазного соединения
4.4. Измерение величины термического сопротивления
Выводы
Заключение
Список использованных источников
Приложение Акт о внедрении результатов диссертационной работы

Введение
Актуальность проблемы. Наибольшие полосы усиливаемых частот достигаются в лампах бегущей волны с замедляющей системой в виде металлической спирали, закреплённой диэлектрическими опорами.
При разработке приборов, работающих в миллиметровом диапазоне, одним из основных требований является увеличение теплорассеивающей способности спиральных замедляющих систем и увеличение коэффициента полезного действия приборов.
Большой вклад в развитее конструкции и технологий ЛБВ, в том числе в разработку замедляющих систем, внесли В.П. Сазонов, P.A. Силин, Ю.Н. Пчельников, В. А. Солнцев, A.B. Москвичева, Т.В. Плохих, Н.М. Черняк, М.И. Азов, H.A. Бушуев, JI.H. Лошаков и другие.
В настоящее время наиболее распространенными способами закрепления спирали с опорными стержнями в оболочке являются термообжатие и триангуляция (сборка с натягом). Недостаток этих способов - невозможность обеспечить надежный тепловой и механический контакт спирали и керамических опорных стержней, что приводит к ограничению мощности ламп бегущей волны. Улучшение теплоотвода достигается применением высокотеплопроводных и электропроводных материалов и пайкой контактов спирали со стержнями и стержней к оболочке. При изготовлении замедляющей системы лампы бегущей волны пайкой в вакууме припой наносится на спираль. Основной недостаток данного метода - образование галтелей припоя в результате взаимодействия расплавленного припоя с керамикой и необходимость химического травления спирали с припаянными опорными стержнями для удаления следов припоя с поверхности спирали.
Для изготовления некоторых замедляющих систем изготавливают спираль из вольфраморениевой ленты, покрытой медью. Такое покрытие уменьшает высокочастотные потери и, благодаря пластичности меди, спираль и опорные стержни хорошо контактируют в местах соприкосновения. Однако обеспечить высокий теплоотвод от спирали возможно только создав надежный контакт

спирали с опорами из керамики, равномерный по всей длине и не оказывающий отрицательного влияния на параметры прибора. Такой контакт возможно создать используя способ твердофазного соединения спирали с опорными стержнями.
Поэтому задача исследования и разработки технологии изготовления высокочастотных пакетов замедляющих систем ламп бегущей волны методом твердофазного соединения спирали и опорных стержней с целью повышения теплорассевающей способности представляет большой интерес и является актуальной.
Целью работы является увеличение теплорассеивающей способности замедляющих систем ламп бегущей волны за счет создания твердофазного соединения спирали с керамическими опорами.
Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
1. Проанализировать существующие способы увеличения теплорассеивающей способности, технологию изготовления замедляющих систем ламп бегущей волны и особенности твердофазного соединения с созданием давления за счет разности коэффициентов термического расширения элементов оснастки.
2. Исследовать термодинамическую и кинетическую модель образования твердофазного соединения и влияние газовой фазы на качество полученного соединения стержней из керамики на основе оксида бериллия со спиралью с медным покрытием.
3. Исследовать и разработать режим процессов напыления покрытия и твердофазного соединения опорных керамических стержней из керамики на основе оксида бериллия с молибденовой спиралью с медным покрытием.
4. Разработать специальное оборудование, оправку, техпроцессы изготовления и испытаний замедляющих систем и апробировать их в малосерийном производстве.
5. Проанализировать результаты измерения теплового сопротивления спиральных замедляющих систем, изготовленных методом твердофазного

Рисунок 2.7 - Зависимость скорости зародышеобразования на границе в единице объема от температуры (К), при 5=19,4 мкм; Еаг=430 кДж/моль; Еау =405 кДж/моль. а - ®=л/3, б - 0=7с/6, в - 0=71.