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        电真空器件清洁处理

        来源真空技术网www.ismp.tw中国科学院电子学研究所作者张帅

        电真空器件要求零件和部件表面洁净度高没有油污研究在制造真空电子器件工艺过程中油污对电镀钎焊和衰减材料涂覆的影响提出采用超声加去油溶液的方式去除制管过程中的油污确定了电真空器件的清洗工艺保证其清洁性降低器件表面的出气率保证阴极发射水平和电子枪的耐压强度提高器件的可靠性和使用寿命

        引言

        随着空间科学技术的发展及国防现代化军事装备的需要电真空器件必须具有高可靠长寿命低噪音宽频带大功率的特点常应用于地面舰载机载卫星通讯雷达电子对抗精确制导等武器系统中其性能和质量的优劣对武器装备的性能和质量起至关重要的作用被誉为国家安全的战略器件电子管是现代高技术电子装备发展的关键与核心器件之一

        研究电真空零部件的表面清洗处理是很有必要因为污染物所造成的气体蒸气源会使真空系统不能获得所要求的真空度此外由于污染物的存在还会影响电真空部件连接处的强度和密封性能对电真空器件的性能有极大的影响

        1电真空器件污染物的主要来源

        (1)在加工原材料过程中所使用的润滑油

        (2)操作人员手上的脏物和唾液因为在制造电真空器件主要靠人力手动完成装配工作时不可避免的对零部件造成污染

        (3)去油过程中溶剂的残余物例如自来水中的?#21355;?#21644;有机物质金属零件使用的金属去油剂等

        (4)零部件存放?#20445;?#31354;气中含有灰尘水蒸气等

        2油污对制造电真空器件的影响

        (1)制造真空电子器件的工艺过程中为了提高金属零件之间的可焊性及管外零件的防腐性对部分管内外零件需要进行电镀处理而电镀工艺过程中零件表面的油污必须去除干净否则对镀层会有影响可使其起泡发花等

        (2)在使用钎焊炉真空炉氢气炉烘排炉要求零部件表面干净没有油污若零部件表面有油污会污染炉内环?#24120;?#20351;真空度下降零部件表面有油污会吸附气体在整管完成后随着真空器件的存储放置时间油污吸附的气体会慢慢释放使整管内真空度下降超高真空系统中做好材料表面的清洁处理可以使其放气?#24335;?#20302;几个数量级不锈钢在空气中暴露出气体率为2.7×10-1 Pa·L/(s·m2)而经过除油后抽4 h可降低到1.3×10-3 Pa·L/(s·m2)经过清洗后在250 下烘烤15 h出气?#24335;?#21040;1.3×10-6 Pa·L/(s·m2)

        (3)电真空焊料具有真空气密性好耐热冲击性强封接强度高电真空器件的钎焊可焊接不同种类的金属和合金零件甚至能将金属与陶瓷连接起来?#30416;?#23567;的零件连接成大而复杂的部件同时可以保证零件的光洁度和精密尺寸

        焊料的质量直接影响电真空器件焊缝及内部质量电真空器件焊接后经过氦质谱仪检漏漏气速率要求达5×10-9 Pa·m3/s以下真空技术网(http://www.ismp.tw/)认为如果电真空器件使用的焊料表面不洁净有油污使焊接材料表面的润湿性和流散型不好焊料熔化后在焊缝表面会形成黑色的浮渣或黑斑造成气孔破坏焊缝的气密性发生泄漏现象影响电真空器件的真空性能造成电真空器件的慢性漏气导致器件最终失效报废

        (4)通过对谐振腔加载降低其品质因子在谐振腔壁和底部涂覆微波衰减材料是降低品质因子的有效防范铁硅铝薄膜微波衰减材料是一种高性能微波衰减材料可通过涂覆和?#25112;?#26041;法将其制备在无氧铜谐振腔壁上形成衰减涂层在涂覆前应将无氧铜基底进行毛化处理并根据涂覆规范在谐振腔内表面涂覆衰减材料涂覆后的工件在湿氢气氛下进行高温?#25112;?#26080;氧铜基体需要确保表面没有油污才可进行毛化处理而且处理后还需要再进行一次去油污处理之后才可在无氧铜基体表面涂覆衰减材料油污可以使衰减材料与基体结合力变差若零件表面有油污导致在基体表面上涂覆衰减材料后?#25112;?#36807;后衰减材料可能发生脱落更?#29616;?#30340;?#24378;?#33021;电真空器件在使用一段时间后无氧铜上的衰减材料发生脱落此时会造成更大的损失

        3零件表面的物理化学清洁处理

        对零件表面处理的方法有许多种但由于电真空器件工艺的特殊性?#23548;?#21487;行的方法很少大多是从经验得来理论依据不足所以即使比?#31995;?#22411;的清洁方法也需要不断的进行修改和补充

        在各种不同的清洗方法中一般以化学处理为主在通常的化学处理不能得到很好的预期效果或者需要高度清洁的表面?#20445;?#20351;用电加工如电解电抛光电镀等作为辅助办法带有非皂化油的金属零件经过950 高温处理后接触角没有变化?#24471;?#39640;温处理不能够提高零件的表面清洁度通过对不同清洗方式的清洗效果比较提出使用超声波清洗技术超声波仪器内加入去油液体加温和超声共同作用不但能去除零件表面油脂而且能去掉其他杂质尤其对精密复杂的零件更加有效

        表1 不同清洗方式比较

        电真空器件清洁处理

        超声清洗的具体工艺过程根据配方比例在超声波中加入金属清洗溶液超声频率25 kHz温度40~60 棬超声10~30 min取出零件?#26469;?#20351;用自来水和纯水冲洗之后零件放入盛有丙酮的容器把容器放入超声波中超声5~10 min取出零件?#26469;?#20351;用自来水和纯水冲洗冲洗后使用酒精脱水最后吹干放入氮气柜内

        超声波作用于清洗槽中的清洗液体?#20445;?#30001;于交变压力的撕拉现象产生真空泡其在负压作用下迅速长大后又因强大压力的压剂作用而破灭零件直接放入盛有金属清洗剂的超声波中加?#29575;?#28082;体的活化能力加强降低黏度和表面张力与超声空化协同作用更加容易去除零件表面的油污和杂质取出零件后使用丙酮液体超声5~10 min去除残留在零件表面的金属清洗液和油污

        为了保证清洗工作的成功除了使用正确的方法外真空技术网(http://www.ismp.tw/)认为还必须保证盛化学用品的容器要非常干净特别是持取器件的工具更应加以注意对于要求严格的零部件清洗后需要储存在氮气柜或真空?#24515;ڣ?#38450;止氧化和空气中的灰尘杂质吸附其表面在完成部件和整管装配焊接过程中保?#33267;?#22909;的环?#31243;?#20214;减少环境和人员对零部件表面的污染

        4结论

        零部件表面的油污对制造电真空器件的工艺有不可忽视的影响提出采用超声波加去油溶液去除制造过程中的油污超声频率25 kHz温度40~60 棬超声10~30 min取出零件?#26469;?#20351;用自来水和纯净水冲洗之后零件放入盛有丙酮的容器中把容器放入超声波内超声5~10 min零部件表面清洁度提高降低出气和漏气率保证阴极发射水平和电子枪的耐压水平提高速调管的可靠性和寿命

        电真空器件清洁处理为真空技术网首发转载请以链?#26377;?#24335;标明本文首发网址

        http://www.ismp.tw/Vacuum-Electronics/036991.html

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