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    鎢螺旋線鍍金工藝

    信息來源: 時間:2019/12/13 4:16:12

    螺旋線型行波管廣泛應用于航空航天、衛星通訊、雷達和電子對抗系統等領域,在現代軍事電子裝備中具有不可替代的作用。難熔金屬鎢由于具有高強度,高硬度,常作為螺旋線的首選材料,但鎢的電導率和熱導率均較低。隨著行波管功率量級和工作頻率的不斷提高,特別是進入毫米波頻段,鎢螺旋線的高頻損耗增大,嚴重影響行波管的輸出功率和工作穩定性。為了降低鎢螺旋線的高頻損耗,一般采用對鎢螺旋線內外表面鍍覆低損耗薄膜材料的方法,如鍍金薄膜。

    鍍金方法

    鎢螺旋線鍍金物理方法以磁控濺射、離子束濺射技術為主。

    由于螺旋線尺寸較小,采用這2種技術鍍金時易產生電磁屏蔽效應,難以保證螺旋線內外表面薄膜厚度的均勻性,而薄膜厚度均勻性是影響行波管輸出功率的一個重要因素。此外,這2種技術在鍍金過程中,均用到塊體純金靶材且其利用率低(小于25%),使樣品制備成本大大提高,因而在實際生產中不宜采用。

    鎢螺旋線鍍金化學方法以電鍍技術為主。

    電鍍技術根據電解液成分不同,分為氰化鍍金和無氰鍍金2種。氰化鍍金技術比較成熟,但環境污染嚴重,國家嚴格禁止采用。而無氰鍍金技術尚未成熟,鎢材表面的無氰鍍金研究鮮有報道。

    由于氰化物是劇毒物質, 嚴重地影響健康, 同時對環境產生極大的破壞。隨著科學的發展和環境保護意識的增強, 鍍金技術逐漸向無氰鍍金的方向發展。

    國內無氰鍍金工藝研究尚處于起步研究階段,存在諸如鍍液成分復雜、穩定性差,鍍層不牢固等問題,鎢基體表面無氰鍍金工藝直接在鎢基體表面沉積金薄膜,二者之間結合性能不好,主要原因在于金與鎢基體晶格匹配度相差較大,影響金薄膜沿基體表面的外延生長。

    此外高溫使用條件下,金與鎢基體膨脹系數差異較大,鍍金層易出現起皮、脫落現象。故可以通過預鍍過渡銅層方法來提高鍍金層與鎢螺旋線的結合牢固性。

    影響鎢螺旋線鍍金的因素主要有幾個方面

    1.鎢螺旋線表面直接鍍金,二者之間結合性能不好,采用增加過渡層銅的前處理方法,能夠改善鍍金層與鎢基體的結合性能,且鍍金層表面平整、光滑、致密,晶粒細小、均勻。

    2.過渡層厚度過小或過大,都會影響鍍金層質量。過渡層厚度過小,影響后續鍍金層覆蓋程度,部分基體表面出現裸露;過渡層厚度過大,高溫處理過程中可形成銅含量較高的Cu-Au 合金易熔化,導致鍍金層出現起皮、脫落現象。

    3.過渡層應控制在適宜厚度,所獲得的鍍金層質量較好,且高溫結合效果理想。


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