Применение вольфрамовой сетки для шлифования

Создание ускорителей заряженных частиц и мощных электровакуумных приборов, таких как магнетрон, клистрон, требуют изготовления высокодобротных СВЧ резонансных систем. Детали резонаторов и других резонансных систем изготавливаются из сверхчистой бескислородной меди и затем вакуумноплотно спаиваются серебряным припоем в водородной или вакуумной печи при температуре около 830°С. Высокая добротность определяется высокой чистотой обработки внутренней поверхности. Одновременно с этим технология изготовления таких систем вместе с требованиями высокого электрического поля при их работе накладывают запрет на использование абразивных материалов в процессе изготовления деталей. Однако, изготовление сложных поверхностей резонансных систем только резцом не всегда дает требуемую чистоту обработки поверхности, либо такая обработка становится очень дорогой.

Одним из выходов в данном случае является изготовление поверхности на станке с ЧПУ, обеспечивающее точную форму, но не дающее требуемую чистоту поверхности, с последующим шлифованием вольфрамовой сеткой. Такое шлифование позволяет получить хорошую чистоту поверхности без изменения размеров детали, которые остаются в поле допусков, т.к. величина сошлифованного материала незначительна.

Плюсы шлифования вольфрамовой сеткой

Шлифование вольфрамовой сеткой обеспечивает два положительных эффекта для резонансных систем:

• Профиль поверхности становится сглаженным, что обеспечивает высокую добротность резонансной системы, и тем самым – малые СВЧ потери в стенках.
• При шлифовании в первую очередь сглаживаются острые кромки на поверхности, которые могли бы быть источником СВЧ пробоя при работе. Таким образом, шлифование вольфрамовой сеткой повышает электрическую прочность резонансной системы.

Изготовление сетки из вольфрамовой проволоки

Вольфрамовая сетка изготавливается очень просто. Тонкая вольфрамовая проволока диаметром 0,015 мм сматывается с катушки и скручивается в небольшой клубок. Для шлифования этот клубок слегка прижимается к обрабатываемой поверхности детали, вращающейся на токарном станке.

Примеры установок

Примером использования шлифования вольфрамовой сеткой может быть изготовление ускоряющей системы линейного ускорителя электронов промышленного использования РЭЛУС-5. Длина ускоряющей системы равна 60 см. Ускоряющая система собирается из медных деталей, показанных на Рис.1.

Шлифование вольфрамовой сеткой обеспечивает химическую чистоту медной поверхности резонансной системы, необходимую для вакуумноплотной пайки системы с одной стороны и для обеспечения высокой электрической прочности системы с другой стороны.

Собранная ускоряющая система ускорителя РЭЛУС-5 показана на Рис.2. Пример спаянной высокочастотной резонансной системы дефлектора пучка ускоренных электронов показан на Рис.3.

Рисунки

Рисунок 1. Детали ускоряющей системы ускорителя РЭЛУС-5.

Рисунок 2. Cобранная ускоряющая система ускорителя РЭЛУС-5.

Рисунок 3. Резонансная система дефлектора.