專利名稱：一種高熱導(dǎo)、高精度電子管用夾持桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子元器件，特別提供了一種高熱導(dǎo)、高精度電子管用夾持桿。
電子管是現(xiàn)代通訊中的重要器件，特別是大功率行波電子管，而夾持桿則是電子管內(nèi)部的關(guān)鍵元件之一，其作用是夾持螺旋線，起絕緣與散熱作用(見圖1和圖2)。
由于大功率行波電子管在工作時，其螺旋線會產(chǎn)生大量熱量，使得溫度很快升高，導(dǎo)致性能下降。因此，要求夾持桿材料在具有良好的電絕緣性能外，還必須要有良好的導(dǎo)熱性和極小的損耗角正切。
過去曾用過95瓷，因?qū)崧实?，損耗角正切高，所以近年來用氧化鈹(BOe)代替。然BOe有劇毒，且不易加工，精度差。因此，尋找一種新型的夾持材料，是目前大功率行波電子管發(fā)展中的關(guān)鍵問題。
本發(fā)明的目的在于提供一種電子管用夾持桿，其具有高熱導(dǎo)性和低損耗角正切性能，并且可具有較高的加工精度。
本發(fā)明提供了一種高熱導(dǎo)、高精度電子管用夾持桿，其特征在于該夾持桿材料為熱解氮化硼，夾持桿的厚度方向為熱解氮化硼的生長方向即垂直于生長基體表面方向，寬度方向為平行于基體表面的方向。
本發(fā)明還提供了上述高熱導(dǎo)、高精度電子管用夾持桿的制備技術(shù)，其包括兩個過程1.合成--以NH3為氮源；--以BCl3為硼源；--以H2、N2、Ar、He等為載氣；CVD反映裝置如圖3所示?；旌蠚怏w進入高溫反應(yīng)室，在基體表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成PBN，并沉積到基體上，形成具有一定厚度的PBN材料。
氣相合成的化學(xué)反應(yīng)式為
工藝參數(shù)為溫度1800～2100℃壓力0.6～30τ
NH3流量0.5～1.5ml/minBCl3流量0.5～1.5ml/minH2流量1.0～10ml/min沉積速度為0.01～0.2mm/h該方法與傳統(tǒng)的熱壓BN制備技術(shù)相比有突出的優(yōu)點。熱壓BN制備時，需先用高溫反應(yīng)法制取BN粉末，然后通過高溫高壓成體材料。這種方法工藝復(fù)雜，且由于在熱壓時要加入一些添加劑，使得BN塊純度低、致密性差、導(dǎo)熱性能不理想，而且在受熱對會產(chǎn)生揮發(fā)物，因此不適合用作夾持桿。而用本方法制備的PBN材料，不僅純度高(99.99％)、致密性好，而且是性能各向異性，最適合作夾持桿材料。
2.加工如圖4所示，氣相沉積制備出的PBN是性能各向異性的。其中″c″向是垂直于基體表面方向，″a″向是平行于基體表面方向，″a″向的導(dǎo)熱率要比″c″向高20倍。因此，加工夾持桿時，寬度方向必須是″a″方向，才能得到最佳的散熱效果。
(1)厚度方向(″c″向)精度的達到由于PBN是非磁性的，必須用特殊的夾具或用膠粘劑將其固定在磨床上，圖5是采用膠粘劑固定的工裝示意圖。
(2)寬度方向(″a″向)精度的達到先用機械切割辦法將厚度已磨到尺寸精度的PBN板切割成條，再用兩個成形砂輪將其兩側(cè)磨出規(guī)定的弧度，并達到尺寸精度要求(見圖6)，即制備出高精度異形PBN夾持桿。


圖1為電子管示意圖。
圖2為夾持桿的外形尺寸示意圖。
圖3為CVD反應(yīng)裝置。
圖4為樣品的外觀尺寸示意圖。
圖5為工裝卡具示意圖。
圖6為用成形砂輪磨側(cè)面弧度示意圖。
實施例1CVD裝置示意圖見圖3。圖中1、2、4、10為閥門，3、5、6為流量計，7為真空計，8為沉積爐，9為測溫裝置，11為電磁閥，12為冷凝器，13為氮氣，14為氨氣，15為三氯化硼，16為混合器，17為控制柜，18、19為過濾器，20為機械泵。原料氣罐13，14，15通過流量計3，5，6、閥門1，2，4接沉積爐8的底部，沉積爐8頂部通過過濾器18，19、冷凝器12與機械泵20相接，硼源BCl3放在罐15中，加熱使其汽化，然后與載氣H2(N2、Ar、He等)混合一起通入反應(yīng)室，與通過同軸進氣管進入反應(yīng)室的NH3發(fā)生反應(yīng)，生成BN，并沉積在石墨機體上，當沉積達到一定厚度時即可。冷卻后，由于石墨和BN的膨脹系數(shù)不一樣，兩者自動分離。
BCl3被加熱到20℃，機體加熱到1900℃，反應(yīng)室工作壓力為20τ，流量為H2∶NH3∶BCl3＝10∶1.5∶1.5。
測試性能為密度2.05g/cm3熱導(dǎo)率″a″向200℃800℃0.90w/cm·℃ 0.48w/cm·℃介電常數(shù)3.94損耗角正切4.5×10-5加工成夾持桿尺寸73.5±0.1×0.5±0.02×0.8±0.005R1＝1.6mm R2＝∞實施例2BCl3被加熱到20℃，機體加熱到1900℃，反應(yīng)室工作壓力為10τ，流量為H2∶NH3∶BCl3＝5∶1.0∶1.0。
測試性能為密度2.10g/cm3熱導(dǎo)率″a″向200℃ 800℃0.92w/cm·℃ 0.50w/cm·℃介電常數(shù)3.52損耗角正切4.3×10-5加工成夾持桿尺寸133.2±0.1×0.6±0.02×1.26±0.005R1＝2.3±0.02mm R2＝∞實施例3BCl3被加熱到20℃，機體加熱到2000℃，反應(yīng)室工作壓力為20τ，流量為H2∶NH3∶BCl3＝10∶1.5∶1.5。
測試性能為密度2.16g/cm3熱導(dǎo)率″a″向200℃ 800℃0.95w/cm·℃ 0.52w/cm·℃介電常數(shù)3.07損耗角正切4.0×10-5加工成夾持桿尺寸150±0.1×0.5±0.02×0.97±0.01R12.625±0.02mm R2＝1.65±0.0權(quán)利要求
1.一種高熱導(dǎo)、高精度電子管用夾持桿，其特征在于該夾持桿材料為熱解氮化硼，夾持桿的厚度方向為熱解氮化硼的生長方向即垂直于生長基體表面方向，寬度方向為平行于基體表面的方向。
全文摘要
一種高熱導(dǎo)、高精度電子管用夾持桿，其特征在于該夾持桿材料為熱解氮化硼，夾持桿的厚度方向為熱解氮化硼的生長方向即垂直于生長基體表面方向，寬度方向為平行于基體表面的方向。本發(fā)明具有高熱導(dǎo)性和低損耗角正切性能，并且可具有較高的加工精度。
文檔編號H01J23/26GK1239814SQ9811408
公開日1999年12月29日 申請日期1998年6月18日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月18日
發(fā)明者何軍舫, 陳宏亮, 劉同順, 李偉 申請人:中國科學(xué)院金屬研究所