一种热丝组件用混合填充粉料及其制备方法与流程

    专利2022-07-08  118

    本发明涉及热丝组件领域,尤其是一种热丝组件用混合填充粉料及其制备方法。



    背景技术:

    目前,国外关于快热阴极热子组件方面的技术已趋于成熟,以俄罗斯为代表,其研制的快热阴极热子组件(阴极直径为φ3.0mm)已知最好的结果是快速启动时间低于5秒,且满足相关的振动实验要求。除俄罗斯之外,tmd也一直致力于高可靠性和长寿命的快热阴极热子组件的研制,tmd可以做到3秒以内的阴极。

    我国在快热阴极热子组件方面尚处于起步阶段,技术还不是很成熟,目前南京三乐研制的快速启动阴极热子组件(阴极直径为φ3.2mm)启动时间为8秒,并且能承受200次以上冲击。12所研制某ku波段弹载多注速调管的小多注阴极组件启动时间为13秒。成都国光某功率组件的启动时间为5s以内;某超巡项目用弹载行波管的启动时间小于20s。

    由此看来,目前我们常规热丝组件主要使用的是氧化铝作为填充粉料,虽然能够基本满足目前电真空器件的要求,但在热丝组件快热进而使阴极快速启动方面仍有一定的不足。



    技术实现要素:

    本发明旨在提供一种热丝组件用混合填充粉料,该填充粉料可实现热丝组件的快速热传递,从而实现阴极的快速启动。

    为实现上述技术目的,本发明提供的技术方案是这样的:一种热丝组件用混合填充粉料,所述填充粉料包括以下重量份组分:95-105份氧化铝粉、19-21份氧化钇粉和28.5-31.5份氧化钨粉。

    作为本发明的优选方案,所述热丝组件用混合填充粉料包括以下重量份组分:98-103份氧化铝粉、19-20份氧化钇粉和29-31份氧化钨粉。

    作为本发明的优选方案,所述热丝组件用混合填充粉料包括以下重量份组分:100-101份氧化铝粉、19-20份氧化钇粉和30-31份氧化钨粉。

    作为本发明的最优选方案,所述热丝组件用混合填充粉料包括以下重量份组分:100份氧化铝粉、20份氧化钇粉和30份氧化钨粉。

    为达到更佳的技术效果,现对上述热丝组件用混合填充粉料中氧化铝粉的粒径进行限定,即为3~5μm,纯度为99.99%。

    为达到更佳的技术效果,现对上述热丝组件用混合填料中氧化钇粉的粒径进行限定,即为3~5μm,纯度为99.99%。

    为达到更佳的技术效果,现对上述热丝组件用混合填料中氧化钨粉的粒径进行限定,即为3~5μm,纯度为99.99%。

    本发明还提供了上述热丝组件用混合填充粉料的制备方法,包括以下步骤:

    1)粉料配制:将氧化铝和氧化钇按比例混合后,球磨制得均匀的料浆,备用;

    2)高温烧结:将步骤1)所述的粉料进行高温烧结后,过筛,收集筛后粉料,备用;

    3)混合氧化钨:将步骤2)收集的筛后粉料与氧化钨按质量比8:2混合均匀后,即得。

    为使原料混合更加均匀,现对步骤1)和步骤3)所述的混合方法进行限定,即在滚瓶机上混合≥24h。

    为达到更好的技术效果,本发明步骤2)所述高温烧结的温度为1860±20℃,优选1860℃;烧结时间为2-3min,优选2min。

    相较于现有技术,本发明具有以下优点:

    本发明所述热丝组件用混合填充粉料为氧化铝和钨粉的混合物,填充粉颜色变为黑色,可大大提高热丝的热辐射系数,同时,填充粉中有钨粉的存在,可提高填充粉的热传导系数。在相同的条件下,热传递效率更高,在相同的条件下,可以提高阴极启动时间,使整管向快速启动化方面发展。

    目前传统氧化铝粉作为填充料的热丝组件的热导率(w/cm·k)为0.1,比热(j/(kg·k)为1250(900℃);而本发明在相同结构阴极组件中,可将传统氧化铝粉料启动时间减少近一半。

    具体实施方式

    下面结合实施例对本发明进行更清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

    实施例1

    一种热丝组件用混合填充粉料,所述填充粉料包括以下重量份组分:105份氧化铝粉、19份氧化钇粉和31.5份氧化钨粉。

    上述氧化铝粉、氧化钇粉和氧化钨粉的粒径均为3~5μm,纯度均为99.99%。

    上述热丝组件用混合填充粉料通过下述步骤制备而得:

    1)粉料配制:将氧化铝和氧化钇按比例混合后,球磨制得均匀的料浆,备用;

    2)高温烧结:将步骤1)所述的粉料在1860±20℃下进行高温烧结2min后,过筛,收集筛后粉料,备用;

    3)混合氧化钨:将步骤2)收集的筛后粉料与氧化钨按质量比8:2混合均匀后,即得。

    实施例2

    一种热丝组件用混合填充粉料,所述填充粉料包括以下重量份组分:95份氧化铝粉、21份氧化钇粉和28.5份氧化钨粉。

    上述氧化铝粉、氧化钇粉和氧化钨粉的粒径均为3~5μm,纯度均为99.99%。

    上述热丝组件用混合填充粉料通过下述步骤制备而得:

    1)粉料配制:将氧化铝和氧化钇按比例混合后,球磨制得均匀的料浆,备用;

    2)高温烧结:将步骤1)所述的粉料在1900℃下进行高温烧结2min后,过筛,收集筛后粉料,备用;

    3)混合氧化钨:将步骤2)收集的筛后粉料与氧化钨按质量比8:2混合均匀后,即得。

    实施例3

    一种热丝组件用混合填充粉料,所述填充粉料包括以下重量份组分:98份氧化铝粉、20份氧化钇粉和29份氧化钨粉。

    上述氧化铝粉、氧化钇粉和氧化钨粉的粒径均为3~5μm,纯度均为99.99%。

    上述热丝组件用混合填充粉料通过下述步骤制备而得:

    1)粉料配制:将氧化铝和氧化钇按比例混合后,球磨制得均匀的料浆,备用;

    2)高温烧结:将步骤1)所述的粉料在1860±20℃下进行高温烧结2min后,过筛,收集筛后粉料,备用;

    3)混合氧化钨:将步骤2)收集的筛后粉料与氧化钨按质量比8:2混合均匀后,即得。

    实施例4

    一种热丝组件用混合填充粉料,所述填充粉料包括以下重量份组分:103份氧化铝粉、19份氧化钇粉和31份氧化钨粉。

    上述氧化铝粉、氧化钇粉和氧化钨粉的粒径均为3~5μm,纯度均为99.99%。

    上述热丝组件用混合填充粉料通过下述步骤制备而得:

    1)粉料配制:将氧化铝和氧化钇按比例混合后,球磨制得均匀的料浆,备用;

    2)高温烧结:将步骤1)所述的粉料在1900℃下进行高温烧结2min后,过筛,收集筛后粉料,备用;

    3)混合氧化钨:将步骤2)收集的筛后粉料与氧化钨按质量比8:2混合均匀后,即得。

    实施例5

    一种热丝组件用混合填充粉料,所述填充粉料包括以下重量份组分:100份氧化铝粉、20份氧化钇粉和30份氧化钨粉。

    上述氧化铝粉、氧化钇粉和氧化钨粉的粒径均为3~5μm,纯度均为99.99%。

    上述热丝组件用混合填充粉料通过下述步骤制备而得:

    1)粉料配制:将氧化铝和氧化钇按比例混合后,球磨制得均匀的料浆,备用;

    2)高温烧结:将步骤1)所述的粉料在1860±20℃下进行高温烧结2min后,过筛,收集筛后粉料,备用;

    3)混合氧化钨:将步骤2)收集的筛后粉料与氧化钨按质量比8:2混合均匀后,即得。

    实施例6

    一种热丝组件用混合填充粉料,所述填充粉料包括以下重量份组分:101份氧化铝粉、19份氧化钇粉和31份氧化钨粉。

    上述氧化铝粉、氧化钇粉和氧化钨粉的粒径均为3~5μm,纯度均为99.99%。

    上述热丝组件用混合填充粉料通过下述步骤制备而得:

    1)粉料配制:将氧化铝和氧化钇按比例混合后,球磨制得均匀的料浆,备用;

    2)高温烧结:将步骤1)所述的粉料在1900℃下进行高温烧结2min后,过筛,收集筛后粉料,备用;

    3)混合氧化钨:将步骤2)收集的筛后粉料与氧化钨按质量比8:2混合均匀后,即得。

    实施例7

    一种热丝组件用混合填充粉料,所述填充粉料包括以下重量份组分:100份氧化铝粉、20份氧化钇粉和30份氧化钨粉。

    上述氧化铝粉、氧化钇粉和氧化钨粉的粒径均为3~5μm,纯度均为99.99%。

    上述热丝组件用混合填充粉料通过下述步骤制备而得:

    1)粉料配制:将氧化铝和氧化钇按比例混合后,球磨制得均匀的料浆,备用;

    2)高温烧结:将步骤1)所述的粉料在1860±20℃下进行高温烧结2min后,过筛,收集筛后粉料,备用;

    3)混合氧化钨:将步骤2)收集的筛后粉料与氧化钨按质量比8:2混合均匀后,即得。

    以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。


    技术特征:

    1.一种热丝组件用混合填充粉料,其特征在于,所述填充粉料包括以下重量份组分:95-105份氧化铝粉、19-21份氧化钇粉和28.5-31.5份氧化钨粉。

    2.根据权利要求1所述热丝组件用混合填充粉料,其特征在于,所述填充粉料包括以下重量份组分:98-103份氧化铝粉、19-20份氧化钇粉和29-31份氧化钨粉。

    3.根据权利要求1所述热丝组件用混合填充粉料,其特征在于,所述填充粉料包括以下重量份组分:100-101份氧化铝粉、19-20份氧化钇粉和30-31份氧化钨粉。

    4.根据权利要求1所述热丝组件用混合填充粉料,其特征在于,所述填充粉料包括以下重量份组分:100份氧化铝粉、20份氧化钇粉和30份氧化钨粉。

    5.根据权利要求1所述热丝组件用混合填充粉料,其特征在于,所述氧化铝粉的粒径为3~5μm,纯度为99.99%。

    6.根据权利要求1所述热丝组件用混合填充粉料,其特征在于,所述氧化钇粉的粒径为3~5μm,纯度为99.99%。

    7.根据权利要求1所述热丝组件用混合填充粉料,其特征在于,所述氧化钨粉的粒径为3~5μm,纯度为99.99%。

    8.一种根据权利要求1-7任一所述热丝组件用混合填充粉料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

    1)粉料配制:将氧化铝和氧化钇按比例混合后,球磨制得均匀的粉料,备用;

    2)高温烧结:将步骤1)所述的粉料进行高温烧结后,过筛,收集筛后粉料,备用;

    3)混合氧化钨:将步骤2)收集的筛后粉料与氧化钨按质量比8:2混合均匀后,即得混合填充粉料;

    4)将步骤3)所得的混合填充粉料在1700±20℃下烧结2-3min,以使得填充粉料完全填充至热丝组件。

    9.根据权利要求8所述热丝组件用混合填充粉料的制备方法,其特征在于,步骤1)和步骤3)所述混合均匀的方法为在滚瓶机上混合≥24h。

    10.根据权利要求8所述热丝组件用混合填充粉料的制备方法,其特征在于,步骤2)所述高温烧结的温度为1860±20℃,优选1860℃;烧结时间为2-3min,优选2min。

    技术总结
    本发明公开了一种热丝组件用混合填充粉料及其制备方法,该填充粉料可实现热丝组件的快速热传递,从而实现阴极的快速启动。所述填充粉料包括以下重量份组分:95‑105份氧化铝粉、19‑21份氧化钇粉和28.5‑31.5份氧化钨粉。

    技术研发人员:陈道全;刘冬梅
    受保护的技术使用者:成都国光电气股份有限公司
    技术研发日:2020.12.09
    技术公布日:2021.03.12

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