一种多极金属陶瓷封接加速管的制作方法

1.本实用新型涉及高压设备领域，特别是一种多极金属陶瓷封接加速管。


背景技术：

2.加速管是高压加速器的关键部件，需要加速的粒子从离子源或电子枪发射出来以后进入加速管进行加速，在微波电场作用下加速到高能量粒子，最后轰击靶源，产生高能量的x射线。
3.加速管应满足以下要求：
4.1.能够维持良好的真空度。高真空度可以减少气体分子和加速粒子间的散射作用，并提高加速管的耐压性能。加速管一般要求在1
×
10
‑6pa
·
m3/s以上的真空度下工作。
5.2.具备足够的机械强度。尤其是在横卧式静电加速器里，多段加速管横向串联连接，保证不变形、不断裂、不漏气，因此必须有较高的机械强度。
6.3.对加速粒子具有良好的聚焦作用。可以得到聚焦良好的粒子流，减少加速过程中粒子的损失，提高加速效率。
7.4.具备良好的耐压性能。加速管两端的电势差等于静电加速器的最髙电压，要求其必须能在最高电压下稳定工作，才能把粒子加速到较高的能量。
8.因鉴于此，特提出此实用新型。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的在于提供一种成本较低且性能良好的多极金属陶瓷封接加速管。
10.本实用新型公开了一种多极金属陶瓷封接加速管，所述多极金属陶瓷封接加速管包括加速管和两个超高真空法兰，两个超高真空法兰分别设于加速管的两端，并与加速管固定连接；
11.所述加速管由若干氧化铝陶瓷环和数量比氧化铝陶瓷环多一的金属分压片依次交替组合固定而成，且位于两端的金属分压片的外侧还设有用于连接超高真空法兰的可伐过渡段，所述氧化铝陶瓷环的横截面为环形，所述金属分压片为环形，且氧化铝陶瓷环的横截面与金属分压片的内圆半径相同；各氧化铝陶瓷环的截面圆心及金属分压片圆心均位于加速管的轴线上。
12.优选的，所述金属分压片采用铁镍合金制成。
13.优选的，述金属分压片(3)的厚度为0.5mm，所述金属分压片的表面镀有镀镍层，镀镍层厚度不低于5μm且表面光洁度不大于ra0.8。
14.优选的，所述氧化铝陶瓷环中氧化铝的含量不小于95％，密度不小于3.75g/cm3。
15.优选的，所述氧化铝陶瓷环采用等静压成型，烧结，经金属化制成，并在金属化后进行镀镍处理。
16.优选的，所述等静压成型的成型压力不低于120mpa。
17.优选的，所述金属化的温度不低于1530℃。
18.优选的，陶瓷环镀镍后的镀镍层厚度不低于5μm。
19.相比于现有技术，本实用新型的优点在于：
20.本实用新型提供的多极金属陶瓷封接加速管，具有耐电压高、真空气密性好、封接强度高、聚焦性能好、加速能量大、安装方便的特点，且生产成本，相比国外同类产品价格大幅度降低，既满足国内各方面的需求，同时也为用户带来良好的经济效益。
附图说明
21.图1为本实用新型提供的多极金属陶瓷封接加速管的结构示意图；
22.图2为本实用新型提供的多极金属陶瓷封接加速管中氧化铝陶瓷环纵向剖面示意图；
23.图3为本实用新型提供的多极金属陶瓷封接加速管中金属分压片的结构示意图。
24.其中:1.超高真空法兰；2.可伐过渡段；3.金属分压片；4.氧化铝陶瓷环5.加速管。
具体实施方式
25.为进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及结果，以下以较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、技术方案及特征，详细说明如后。下述说明中的多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
26.本实用新型提供了一种多极金属陶瓷封接加速管，多极金属陶瓷封接加速管包括加速管5和两个超高真空法兰1，两个超高真空法兰1分别设于加速管5的两端，通过氩弧焊方式与加速管5固定连接，形成真空密闭系统。
27.加速管5由若干个氧化铝陶瓷环4和相应的金属分压片3依次交替通过真空钎焊方式连接，金属分压片3的数量比氧化铝陶瓷环4的数量多一个；出于连接超高真空法兰2的目的，两端的金属分压片3还固定有可伐过渡段2，以连接超高真空法兰1，超高真空法兰1嵌套于可伐过渡段2外侧，并通过钎焊方式固定。
28.本实用新型对使用的氧化铝陶瓷环4和金属分压片3的数量不作具体限定，可根据实际需要根据分段极数选择合适数量的氧化铝陶瓷环4和金属分压片3组成加速管。根据高压加速要求，还可将多段加速管串联使用，形成更高电压的加速系统。
29.出于保证性能的目的，每段加速管的氧化铝陶瓷环4的极限数量为18个，对应的金属分压片3的数量为19个。
30.氧化铝陶瓷环4的横截面为环形，金属分压片3为环形，且氧化铝陶瓷环4的截面与金属分压片3的内圆半径相同，以保证加速管内部结构的整齐；除两端连接可伐过渡段2的金属分压片3外，其余金属分压片3的外圆半径大于氧化铝陶瓷环4的截面的外圆半径，以便于后期安装其他原件，各氧化铝陶瓷环4的横截面圆心及金属分压片3圆心均位于加速管的轴线上。在生产过程中，氧化铝陶瓷环4与金属分压片3通过特定工装夹具固定，保证真空钎焊后所有氧化铝陶瓷环4与金属分压片3的同心度要求。
31.金属分压片3采用铁镍合金制成。现有技术中常用的钛合金材料金属分压片，在不同温度下很容易发生化学反应，尤其是与氧化铝陶瓷环封接时很难控制焊接质量，无法确保焊接真空气密性，更无法实现批量生产。而对于铁镍合金制成的金属分压片3而言，其热
膨胀系数与氧化铝陶瓷环接近，在高温焊接下不变形，性能稳定，且有利于与银基焊料结合。
32.本实用新型中的金属分压片3采用模具冲压成型，厚度为0.5mm。
33.进一步的，为了保证气密性要求，金属分压片3进一步经镀镍和镍化处理，镍化后的镀镍层厚度不低于5μm且表面光洁度不大于ra0.8。
34.本实用新型的氧化铝陶瓷环4中氧化铝的含量不小于95％，进一步的提高了加速管的绝缘性能和综合电性能，同时也提升了加速管的封接强度。
35.氧化铝陶瓷环4采用等静压成型，烧结，经金属化，并在金属化后进行镀镍处理。
36.等静压成型压力不低于120mpa，烧结后的密度不低于3.75g/cm3。金属化工艺采用在1535
±
5℃的高温金属化工艺，相较于现有技术中不超过1450℃的金属化工艺而言，更高的温度更有利于玻璃金属相的形成可以有效的提高焊接气密性。
37.镀镍处理后的镀镍层的厚度不低于5μm。
38.本实用新型提供的多极金属陶瓷封接加速管，具有耐电压高、真空气密性好、封接强度高、聚焦性能好、加速能量大、安装方便等特点，经过多次试制、小批量加工生产，进一步稳固和提升了生产工艺，已经实现批量生产，使国内高压加速管从实验室走出来并真正走向了市场，且产成品合格率得到不断提高，大大降低了生产成本，相比国外同类产品价格大幅度降低，既满足国内各方面的需求，同时也为用户带来良好的经济效益。
39.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式；但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。