微波真空電子器件廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、衛(wèi)星通信、電子加速器等方面。蒙乃爾材料也稱鎳-銅合金，其常被應(yīng)用于微波真空電子器件，其性能好壞將直接影響微波源的可靠性和壽命。但在用銀銅焊料對(duì)蒙乃爾材料進(jìn)行釬焊封接時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)生漏氣現(xiàn)象，直接給應(yīng)用者造成損失。針對(duì)這一現(xiàn)象做了一系列的試驗(yàn)，并結(jié)合相關(guān)的理論知識(shí)對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行了詳細(xì)的分析，從工藝控制角度來探尋適宜可行的解決方法。介紹了在封接工藝中蒙乃爾材料合金退火的重要性及目的，并分析得出了蒙乃爾材料合金退火的溫度及氣氛。

　　微波真空電子器件廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、衛(wèi)星通信、粒子加速器、全球定位、可控?zé)岷司圩兗拔磥碥娛虑把氐母吖β饰⒉ㄎ淦鞯确矫妗�歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展，雖然常規(guī)微波真空電子器件及相關(guān)技術(shù)的理論已基本成熟，并且隨著半導(dǎo)體工業(yè)的迅速發(fā)展，微波固態(tài)器件在某些領(lǐng)域逐漸替代了微波電真空器件，特別是在低頻段，固態(tài)器件起著越來越重要的作用。但是由于微波固態(tài)器件的互作用區(qū)和散熱區(qū)在同一區(qū)域，而微波真空電子器件的互作用區(qū)和散熱區(qū)分開在慢波區(qū)和收集極兩個(gè)區(qū)域，因而在高頻段、大功率微波器件方面，微波真空電子器件仍占據(jù)著不可動(dòng)搖的地位，并且微波真空電子器件在耐惡劣環(huán)境的可靠性以及制造工藝的相對(duì)簡單性也具有明顯的優(yōu)勢(shì)。隨著現(xiàn)代微波技術(shù)的發(fā)展，微波器件對(duì)功率、頻率、帶寬等工作特性不斷提出新的發(fā)展需求，這些需求主要表現(xiàn)在要求更高的頻率、更大的功率、更寬的頻帶、更高的效率和新的工作特性，這些需求進(jìn)而對(duì)微波真空電子器件及支撐技術(shù)的發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)和發(fā)展機(jī)遇。

　　材料是真空電子器件技術(shù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，真空電子器件的技術(shù)、指標(biāo)是否先進(jìn)，產(chǎn)品的質(zhì)量能否得到保證，除設(shè)計(jì)、制造工藝外，材料的性能也是一個(gè)重要因素，而且往往是決定性因素。真空電子器件材料具有門類多、品種雜、技術(shù)高、用量少、投資大、效益低的特點(diǎn)，加之軍用真空電子器件是一種戰(zhàn)略性物資，一直受到美國及其西方盟友的禁運(yùn)，相關(guān)的材料也受到牽連。目前，我國軍用真空電子器件在科研生產(chǎn)中所用材料約有60大類和4000 個(gè)以上的規(guī)格品種，包括了自然界中70% 以上的元素，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。

　　無磁蒙乃爾(Monel 403)是以鎳為主的鎳銅合金的一種，它具有高強(qiáng)度、延性、可焊性和優(yōu)良的耐蝕能力。在室溫下成弱磁性，正常的處理工藝(如熱軋、鍛造、退火等)對(duì)它的磁導(dǎo)率影響很小。無磁蒙乃爾(Monel 403)在電真空器件中主要用來做管殼、電子槍零件等要求無磁性的零部件，但在用銀銅焊料對(duì)蒙乃爾材料進(jìn)行釬焊封接時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)生漏氣現(xiàn)象，直接給應(yīng)用者造成損失。因此真空技術(shù)網(wǎng)(http://shengya888.com/)認(rèn)為分析無磁蒙乃爾材料焊接過程的漏氣原因具有十分重要的意義。

1、無磁蒙乃爾材料漏氣現(xiàn)象

　　蒙乃爾材料零件焊接后出現(xiàn)漏氣，仔細(xì)撿漏后發(fā)現(xiàn)是材料漏氣而不是焊縫漏氣。經(jīng)過對(duì)焊接零件(銀焊料)的掃描電鏡分析，發(fā)現(xiàn)漏氣零件的蒙乃爾材料表面出現(xiàn)大量大的晶粒間界且有銀焊料滲出，如圖1所示，蒙乃爾材料零件尺寸Φ8.0mm×7.0mm。

圖1 銀焊料焊接后蒙乃爾材料零件表面形貌(漏氣)

　　對(duì)加工的零件進(jìn)行加熱處理后的表面形貌進(jìn)行了分析，見圖2。

圖2 臥式氫爐850℃加熱15min蒙乃爾材料零件表面形貌(漏氣)

　　這說明蒙乃爾材料零件焊接后漏氣原因是由于蒙乃爾材料晶粒長大出現(xiàn)大晶粒晶界造成的，因此要控制蒙乃爾材料焊接后漏氣必須控制蒙乃爾材料的晶粒長大。

4、結(jié)論

　　蒙乃爾材料零件漏氣原因是由于材料的前期高溫退火工藝(850～900℃保溫1h)造成的，實(shí)踐證明這一退火工藝會(huì)造成大量蒙乃爾材料零件的漏氣。加熱溫度和加熱時(shí)間直接關(guān)系到材料的最終晶粒尺寸，因此要仔細(xì)考慮加熱參數(shù)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知未退火的蒙乃爾材料經(jīng)過各種加熱處理后都未發(fā)現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，因此建議蒙乃爾材料不退火或進(jìn)行低溫退火(600～650℃)。現(xiàn)在采用未退火蒙乃爾材料加工焊接的零件沒有再出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。

　　由于升溫和降溫時(shí)間較短，采用臥式氫爐焊接的蒙乃爾材料零件表面沒有發(fā)現(xiàn)晶粒長大的現(xiàn)象。采用立式氫爐和真空爐焊接，由于其升溫和降溫時(shí)間較長，經(jīng)過高溫焊接后蒙乃爾材料零件表面發(fā)現(xiàn)晶粒長大的現(xiàn)象，隨著處理溫度的提高和時(shí)間的延長，晶粒間界逐漸變大。雖然蒙乃爾材料晶粒長大出現(xiàn)大量晶界并不足以使零件漏氣，但會(huì)使蒙乃爾材料的強(qiáng)度下降和滲氣等現(xiàn)象的發(fā)生。

　　含有蒙乃爾材料的零件應(yīng)盡量避免多次高溫加熱，使用臥式高純氫(或露點(diǎn)低于-60℃的氫氣)爐進(jìn)行蒙乃爾材料的高溫焊接，這樣蒙乃爾材料的零件可以不用加熱處理后再進(jìn)行化學(xué)清洗(或進(jìn)行化學(xué)清洗后再化學(xué)鍍鎳后燒氫)而直接進(jìn)行焊接，從而避免蒙乃爾材料的零件因高溫加熱次數(shù)過多而帶來的晶粒長大而出現(xiàn)晶界，從而避免蒙乃爾材料漏氣、強(qiáng)度下降、滲氣等現(xiàn)象的發(fā)生。