1.一种陶瓷密封真空电极,所述陶瓷密封真空电极穿过法兰(6);其特征是,陶瓷密封真空电极包括导电芯柱(4),套在导电芯柱上的陶瓷块、第一套管(1)和第二套管(3);第一套管和第二套管均采用可伐合金制成;陶瓷块包括圆柱(21)、设于圆柱上端的圆板(22)和设于圆柱中部的环形板(23),第一套管的内侧面分别与圆板下表面及外侧面钎焊连接,第二套管套内侧面分别与环形板下表面及外侧面钎焊连接;法兰上设有阶梯孔(61),第一套管外侧面与阶梯孔的内侧面上部钎焊连接,第二套管外侧面与阶梯孔的内侧面下部钎焊连接。
2.根据权利要求1所述的陶瓷密封真空电极,其特征是,所述钎焊采用的是Ag基复合钎料,Ag基复合钎料由混合钎料和有机粘结剂组成,混合钎料的质量百分比为85%‑90%,余量为有机粘结剂;
混合钎料由稀土元素La粉末和AgCuTi活性钎料组成,混合钎料中的稀土元素La粉末的质量百分比为0.5%‑2.5%,余量为AgCuTi活性钎料;将稀土元素La粉末和AgCuTi活性钎料进行机械球磨混粉后得到混合钎料,将混合钎料与有机粘结剂混合后,得到制成的Ag基复合钎料。
3.根据权利要求1所述的陶瓷密封真空电极,其特征是,所述导电芯柱采用钼、不锈钢或者无氧铜材料制成。
4.根据权利要求1所述的陶瓷密封真空电极,其特征是,所述陶瓷块采用Al2O3或者氧化锆材料制成。
5.根据权利要求2所述的陶瓷密封真空电极,其特征是,所述AgCuTi活性钎料中的Ti的质量百分数≤5%,AgCuTi活性钎料中的Ag和Cu两者中的Ag质量百分比为68%‑76%。
6.根据权利要求2所述的用于陶瓷密封真空电极的Ag基复合钎料,其特征是,所述AgCuTi活性钎料的颗粒直径为1μm‑100μm,所述稀土元素La粉末的颗粒直径为10μm‑100μm。
7.根据权利要求2或5或6所述的陶瓷密封真空电极,其特征是,有机粘结剂由溶剂、增稠剂、分散剂、抗氧化剂、触变剂和缓蚀剂组成;有机粘结剂中的溶剂、增稠剂、分散剂、抗氧化剂、触变剂和缓蚀剂的质量百分比为:(55%‑60%)、(4%‑8%)、(20%‑30%)、(5%‑
10%)、(1%‑3%)、(1%‑3%);将溶剂、增稠剂、分散剂、抗氧化剂、触变剂和缓蚀剂按比例加入烧杯中,向烧杯里通入惰性气体,将烧杯里的各成分加热至40℃‑50℃,利用工具对烧杯中的各成分进行恒温水浴磁力搅拌50min‑60min,得到制成的有机粘结剂。
8.一种基于权利要求2所述的陶瓷密封真空电极的钎焊方法,其特征是,钎焊过程包括如下步骤:步骤1,将陶瓷块套在导电芯柱外侧,使陶瓷块和导电芯柱过盈配合连接;
在陶瓷块外侧上部和下部涂抹厚度为0.4mm‑0.6mm的Ag基复合钎料(5),将第一套管和第二套管分别套在陶瓷块外侧上部和下部;
步骤2,在第一套管和第二套管外侧涂抹厚度为0.4mm‑0.6mm的Ag基复合钎料,得到组合件;
将组合件由上向下插入设于法兰上的安装孔中,陶瓷密封真空电极装配完成;
步骤3,将若干个装配好的陶瓷密封真空电极上下翻转放入真空钎焊炉中,使第一套管位于第二套管下方,使此时的每个陶瓷密封真空电极的导电芯柱的下端与真空钎焊炉中的水平设置的石墨板的上表面接触,在法兰的上表面上放上用于压法兰的重物环,利用真空‑3钎焊炉的三级泵给真空钎焊炉内抽真空,使真空钎焊炉的真空度达到5×10 以下;
步骤4,焊前加热:
使真空钎焊炉内的温度从室温升温至T1,T1取值范围为240℃‑260℃,升温速率≤10℃/min,保温30min‑45min;
使真空钎焊炉内的温度从T1升温至T2,T2的取值范围为580℃‑620℃,升温速率≤10℃/min,保温15min‑30min;
使真空钎焊炉内的温度从T2升至T3,T3的取值范围为740℃‑760℃,升温速率≤5℃/min,保温15min‑30min;
步骤5,进行钎焊:
使真空钎焊炉内的温度从T3升至T4,T4的取值范围为870℃‑900℃,升温速率≤3℃/min,保温10min‑20min,Ag基复合钎料融化;
步骤6,降温:
使真空钎焊炉内的温度从T4降到T5,T5的取值范围为810℃‑820℃,降温速率为15℃/min‑20℃/min,Ag基复合钎料将第一套管分别与圆板和阶梯孔上部焊接在一起,Ag基复合钎料将第二套管分别与环形板和阶梯孔下部焊接在一起;
使真空钎焊炉内的温度从T5随炉冷却至室温,打开真空钎焊炉,将各个陶瓷密封真空电极取出。
9.根据权利要求8所述的陶瓷密封真空电极的钎焊方法,其特征是,步骤1之前还包括导电芯柱预处理步骤:步骤9‑1,利用热挤压法将银铜合金片(8)包覆在导电芯柱上,将银铜合金片与导电芯柱加热至780℃‑800℃,利用挤压机将银铜合金片与导电芯柱结合,使银铜合金片均匀包覆在导电芯柱表面,冷却定型后得到包覆后的复合导电芯柱;对复合导电芯柱进行拉拔、退火处理,使银铜合金片与导电芯柱稳定结合,最终得到具有银铜包覆层的导电芯柱。
10.根据权利要求9所述的陶瓷密封真空电极的钎焊方法,其特征是,步骤9‑1之后还包括如下步骤:利用磁控溅射仪在导电芯柱表面形成一层Ti金属膜(7):
将导电芯柱放置于磁控溅射仪的溅射室中,将Ti金属靶材固定于磁控溅射仪溅射室内‑3的靶座上,溅射室抽真空至1.0×10 Pa以下,通过加热基片传热使样品转台上的基板温度升至300℃‑400℃,向溅射室内通入氩气,控制氩气流量为25sccm‑30sccm,调节偏压至
500V‑550V,对Ti金属靶材进行40min‑50min的预溅射,去除Ti金属靶材表面的氧化层;
调节衬底偏压至90V‑110V,控制氩气流量为15sccm‑20sccm,将溅射室内气压升高至
2.0Pa‑2.5Pa,使装Ti金属靶材的靶座电压升至280V‑300V进行辉光放电,使氩气发生电离,产生氩气离子,氩气离子轰击Ti金属靶材,使Ti金属靶材金属原子发生溅射;调整溅射室内工作气压至0.6Pa‑0.8Pa,进行预溅射15min‑20min;待Ti金属靶材的靶座电压电流稳定后,控制样品转台自转速度为10r/min‑12r/min,调节Ti金属靶材的靶座电压电流使功率达到
260w‑270w,持续溅射30min‑40min,在导电芯柱表面形成Ti金属膜。