Применение лазерной абляции для формирования сеточных структур в КСУ мощных импульсных ЛБВ
Богачев Р.Ю., Журавлев С. Д.
Ключевые слова: ЛАЗЕРНАЯ АБЛЯЦИЯ, КАТОДНО-СЕТОЧНЫЙ УЗЕЛ, СЕТОЧНЫЕ СТРУКТУРЫ
Аннотация
Изготовление отверстий в металлических сеточных структурах КСУ электровакуумных приборов традиционно осуществляют методами фотолитографии (одинарные сетки) и электроискрового фрезерования (двойные сетки). В случае применения в качестве материала сеток пиролитического графита применение указанных технологий не пригодно. В качестве альтернативы в АО «НПП «Алмаз» разработаны технологии лазерного фрезерования для прошивки сеточных структур и лазерного заклёпывания для их неразъемного соединения с молибденовыми сеткодержателями.Заготовки сеток центрировались относительно поверхности катода и механически закреплялись так, как они должны быть размещены в собранном узле КСУ. В сформированные отверстия на периферии заготовок обеих сеток помещали кусочки никелевой проволоки, которые расплавляли лазерной абляцией. При остывании расплав никеля заполнял полости отверстий, образуя клёпки, неразъемно соединяющие заготовки сеток с молибденовыми сеткодержателями. После закрепления заготовок сеток осуществлялась прошивка отверстий поочередно в управляющей, а затем в теневой сетке методом лазерной абляции с экспериментально подобранными параметрами лазерного излучения: плотностью мощности излучения, диаметром фокусного пятна, глубиной фокуса, фокусным расстоянием оптической системы и углом сходимости лазерного луча. Фокусное пятно лазерного луча по заданной программе перемещалось по поверхности сперва ближайшей к линзе заготовки сетки. Затем, после приближения всего узла к линзе на расстояние, равное зазору между заготовками сеток, осуществлялось формирование отверстий во второй заготовке сетки. Плотность мощности лазерного излучения определялась исходя из температуры плавления, коэффициентов поглощения и отражения материала заготовок. Фокусное расстояние, угол сходимости лазерного луча, глубина фокуса определялись толщиной заготовок сеток и зазором между ними. Диаметр пятна лазерного излучения определялся минимальным размером прорезаемых отверстий в сеточных структурах. Изготовленные КСУ с сетками из анизотропного пиролитического графита успешно выдержали испытания на вибрационные и ударные нагрузки с большим ускорением.
Разработанные технологии отличаются высокой производительностью, экономичностью и высокой точностью формируемых перемычек с произвольной топологией размещения.
The use of laser ablation for the formation of grid structures in high-power pulsed LBW systems
R.Y. Bogachev, S.D. Zhuravlev
Keywords: LASER ABLATION, CATHODICALLY - GRID NODE, GRID STRUCTURES
