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1、(10)申请公布号 CN 103660427 A (43)申请公布日 2014.03.26 CN 103660427 A (21)申请号 201310560400.3 (22)申请日 2013.11.12 B32B 15/01(2006.01) B32B 37/10(2006.01) H01J 23/00(2006.01) (71)申请人 中国科学院电子学研究所 地址 100190 北京市海淀区北四环西路 19 号 (72)发明人 李海涛 张兆传 王小霞 刘月清 王国建 孙东 (74)专利代理机构 中科专利商标代理有限责任 公司 11021 代理人 曹玲柱 (54) 发明名称 康铜 - 无氧铜。
2、复合调谐材料及其制备方法 (57) 摘要 本发明提供了一种康铜 - 无氧铜复合调谐材 料及其制备方法。该康铜 - 无氧铜复合调谐材料 包括 ： 康铜合金层， 其厚度介于 0.03mm 0.13mm 之间 ； 以及上无氧铜层和下无氧铜层， 分别以金 属键连接于康铜合金层的上表面和下表面， 该上 无氧铜层和下无氧铜层厚度均介于 0.025mm 0.066mm 之间。本发明通过扩散焊接， 使得上下两 层的无氧铜层与中间的康铜合金层能够以金属键 结合起来， 具有分子间紧密结合的独特优势， 克服 了现有技术中调谐膜片镀层连接不牢、 镀层厚度 难以精确控制的缺陷。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 。
3、页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103660427 A CN 103660427 A 1/2 页 2 1. 一种康铜 - 无氧铜复合调谐材料， 其特征在于， 包括 ： 康铜合金层， 其厚度介于 0.03mm 0.13mm 之间 ； 以及 上无氧铜层和下无氧铜层， 分别以金属键连接于所述康铜合金层的上表面和下表面， 该上无氧铜层和下无氧铜层厚度均介于 0.025mm 0.066mm 之间。 2. 根据权利要求 1 所述的康铜 - 无氧铜复合调谐材料， 其特征在于 ： 所述。
4、上无氧铜层和下无氧铜层的厚度一致 ； 所述康铜合金层和上无氧铜层厚度比例介于 1 ： 1 4 ： 1 之间 ； 所述上无氧铜层、 康铜合金层和下无氧铜层的总厚度介于 0.1mm 0.3mm 之间。 3.根据权利要求1或2所述的康铜-无氧铜复合调谐材料， 其特征在于， 所述康铜合金 层的材料中 ： 镍 + 钴的重量百分比含量 35.0 45.0 ； 锰的重量百分比含量 0.5 3 ； 余量为铜。 4.一种制备方法， 其特征在于， 用于制备权利要求1至3中任一项所述的康铜-无氧铜 复合调谐材料， 包括 ： 步骤 A， 通过扩散焊接方式制备无氧铜 - 康铜合金 - 无氧铜复合件 ； 步骤 B， 对上。
5、述无氧铜 - 康铜合金 - 无氧铜复合件进行第一次压轧处理， 并进行真空退 火处理 ； 步骤C， 对进行第一次压轧处理后的无氧铜-康铜合金-无氧铜复合件进行第二次压轧 处理 ； 步骤D， 对进行第二次压轧处理后的无氧铜-康铜合金-无氧铜复合件进行复压退火处 理， 形成所述康铜 - 无氧铜复合调谐材料。 5. 根据权利要求 4 所述的制备方法， 其特征在于， 所述步骤 A 进一步包括 ： 子步骤 A1， 将加工好的长方体形状的上无氧铜材料、 康铜合金材料和下无氧铜材料清 洗去油 ； 子步骤 A2， 按上无氧铜材料、 康铜合金材料和下无氧铜材料的次序对三材料组成的复 合件进行装配定位 ； 子步骤 。
6、A3， 将装配定位后的无氧铜 - 康铜合金 - 无氧铜材料复合件送入真空炉进行扩 散焊接处理。 6. 根据权利要求 5 所述的制备方法， 其特征在于， 所述子步骤 A3 的扩散焊接工艺中， 真空度始终大于1.010-3Pa， 扩散压力介于0.2MPa1.0MPa之间， 扩散温度介于850 950之间， 扩散时间介于 60min 180min 之间。 7. 根据权利要求 4 所述的制备方法， 其特征在于， 所述步骤 B 进一步包括 ： 子步骤 B1， 将扩散焊接的无氧铜 - 康铜合金 - 无氧铜复合件冷轧至原始厚度的 10 20， 该冷轧包含多次轧制， 每次轧制变形率介于 10 15之间 ； 子。
7、步骤 B2， 对冷轧后的无氧铜 - 康铜合金 - 无氧铜复合件进行真空退火处理。 8.根据权利要求7所述的制备方法， 其特征在于， 所述子步骤B2的真空退火处理中， 退 火温度介于 600 750之间， 保温介于 30min 60min 之间， 随炉降温至室温后取出， 退 火过程中真空度不低于真空度 110-3Pa。 权 利 要 求 书 CN 103660427 A 2 2/2 页 3 9.根据权利要求4至8中任一项所述的制备方法， 其特征在于， 所述步骤C中第二次压 轧处理包含多次轧制， 每一次轧制的变形率介于 15 20之间。 10. 根据权利要求 4 至 8 中任一项所述的制备方法， 其。
8、特征在于， 所述步骤 C 中复压退 火工艺中， 复压退火的温度介于 700 900之间， 压力介于 0.2MPa 1.0MPa 之间。 权 利 要 求 书 CN 103660427 A 3 1/4 页 4 康铜 - 无氧铜复合调谐材料及其制备方法 技术领域 0001 本发明属于金属材料领域， 尤其涉及一种应用于电真空行业的康铜 - 无氧铜复合 调谐材料及其制备方法。 背景技术 0002 通过机械的方法改变电真空速调管谐振腔的谐振频率， 是展宽速调管工作带宽的 重要手段， 也可用于补偿焊接过程中的频率变化， 也可以在热测过程中通过调整群聚谐振 腔的频率分布获得要求的功率 - 频率特征。对于采用机。
9、械调谐的速调管， 谐振腔和机械调 谐结构的设计对速调管的性能有重要影响， 调谐要求重复性好和误差小， 调谐结构与谐振 腔壁有良好的电接触， 避免打火和局部过热 ； 0003 目前国内多选用弹性好的金属材料制作调谐膜片和波纹管， 使用过程中严格控制 调谐范围， 使调谐元件的形变在弹性形变范围内， 保证要求的调谐参数和可靠性。 波纹管调 谐占用腔体外部尺寸较大， 且制造工艺复杂， 价格昂贵， 随着电真空器件向高频段发展， 器 件尺寸不断减小， 受波纹管制造工艺限制， 难以生产出满足尺寸要求的微型波纹管。 0004 调谐膜片是机械调谐结构的核心， 调谐膜片必须牢固的焊接在谐振腔和调谐杆 上， 起到密。
10、封腔体， 承受调谐机构在调谐过程中的往复拉伸， 同时膜片材料必须有良好的电 性能以不改变无氧铜谐振腔的电参数， 调谐膜片的性能及装配焊接质量对调谐型速调管的 性能起着重要作用。 0005 现有技术中， 常采用的调谐用膜片材料多为不锈钢材料， 为保证其电性能和焊接 性能， 在其表面进行镀铜处理， 但存在着镀层连接不牢、 镀层厚度难以精确控制、 镀层表面 致密度较差等问题， 因此急需研制一种调谐幅度大、 耐疲劳、 可靠性高的调谐膜片材料。 发明内容 0006 ( 一 ) 要解决的技术问题 0007 鉴于上述技术问题， 本发明提供了一种康铜 - 无氧铜复合调谐材料及其制备方 法， 以解决现有技术中调。
11、谐膜片镀层连接不牢、 镀层厚度难以精确控制、 镀层表面致密度较 差等问题。 0008 ( 二 ) 技术方案 0009 根据本发明的一个方面， 提供了一种康铜 - 无氧铜复合调谐材料。该康铜 - 无氧 铜复合调谐材料包括 ： 康铜合金层， 其厚度介于 0.03mm 0.13mm 之间 ； 以及上无氧铜层和 下无氧铜层， 分别以金属键连接于康铜合金层的上表面和下表面， 该上无氧铜层和下无氧 铜层厚度均介于 0.025mm 0.066mm 之间。 0010 根据本发明的另一个方面， 还提供了一种上述康铜 - 无氧铜复合调谐材料的制备 方法。 该制备方法包括 ： 步骤A， 通过扩散焊接方式制备无氧铜-。
12、康铜合金-无氧铜复合件 ； 步骤 B， 对上述无氧铜 - 康铜合金 - 无氧铜复合件进行第一次压轧处理， 并进行真空退火处 理 ； 步骤 C， 对进行第一次压轧处理后的无氧铜 - 康铜合金 - 无氧铜复合件进行第二次压轧 说 明 书 CN 103660427 A 4 2/4 页 5 处理 ； 步骤 D， 对进行第二次压轧处理后的无氧铜 - 康铜合金 - 无氧铜复合件进行复压退火 处理， 形成康铜 - 无氧铜复合调谐材料。 0011 ( 三 ) 有益效果 0012 从上述技术方案可以看出， 本发明康铜 - 无氧铜复合调谐材料、 其制备方法以及 微波谐振腔具有以下有益效果 ： 0013 (1) 通。
13、过扩散焊接， 使得上下两层的无氧铜层与中间的康铜合金层能够以金属键 结合起来， 具有分子间紧密结合的独特优势， 克服了现有技术中调谐膜片镀层连接不牢、 镀 层厚度难以精确控制的缺陷 ； 0014 (2) 由于压轧处理可以精准控制膜片厚度， 经两次压轧处理制得的康铜 - 无氧铜 复合调谐材料， 厚度均匀， 表面光亮， 调谐幅度大， 抗疲劳能力强等优点 ； 0015 (3) 复合调谐材料层间结合强度高， 不会出现调谐过程中镀层撕裂的问题 ； 复合 调谐材料表面无氧铜层致密、 均匀， 电性能佳 ； 并且调谐幅度大， 耐疲劳性能强。 附图说明 0016 图1是根据本发明实施例用于调谐膜片的康铜-无氧铜。
14、复合调谐材料的剖面示意 图 ； 0017 图 2 为根据本发明实施例康铜 - 无氧铜复合调谐材料制备方法的流程图。 0018 【主要元件】 0019 1- 上无氧铜层 ； 2- 康铜合金层 ； 3- 下无氧铜层。 具体实施方式 0020 为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚明白， 以下结合具体实施例， 并参照 附图， 对本发明进一步详细说明。需要说明的是， 在附图或说明书描述中， 相似或相同的部 分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式， 为所属技术领域中普通技术人员 所知的形式。另外， 虽然本文可提供包含特定值的参数的示范， 但应了解， 参数无需确切等 于相应的值， 而是可在可。
15、接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的 方向用语， 例如 “上” 、“下” 、“前” 、“后” 、“左” 、“右” 等， 仅是参考附图的方向。因此， 使用的 方向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。 0021 在本发明的一个示例性实施例中， 提供了一种用于调谐膜片的康铜 - 无氧铜复合 诃谐材料。 请参照图1， 该康铜-无氧铜复合诃谐材料包括 ： 康铜合金层2 ； 以及分别以金属 键连接于该康铜合金层2的上表面和下表面的上无氧铜层1和下无氧铜层3， 且康铜合金层 厚度介于 0.03mm 0.13mm 之间， 上无氧铜层和下无氧铜层厚度介于 0.025mm 0.066m。
16、m 之间。 0022 本发明中， 上无氧铜层和下无氧铜层的厚度一致， 康铜合金层和无氧铜层厚度比 例介于 1 ： 1 4 ： 1 之间。上无氧铜层、 康铜合金层和下无氧铜层的总厚度可以根据需要在 0.1mm 0.3mm 之间任意控制。 0023 本发明中， 康铜合金层中镍 + 钴的重量百分比含量 35.0 45.0， 锰的重量百 分比含量 0.5 3， 余量为铜。 0024 在本发明的再一个示例性实施例中， 还提供了一种上述康铜 - 无氧铜复合调谐材 说 明 书 CN 103660427 A 5 3/4 页 6 料的制备方法。请参照图 2， 该制备方法包括 ： 0025 步骤 A， 通过扩散焊。
17、接方式制备无氧铜 - 康铜合金 - 无氧铜复合件 ； 0026 该步骤 A 又可以进一步包括 ： 0027 子步骤 A1， 将加工好的长方体形状的上无氧铜材料、 康铜合金材料和下无氧铜材 料清洗去油， 其中， 上无氧铜材料和下无氧铜材料的厚度相同， 康铜合金材料和上无氧铜材 料厚度比例为 1 ： 1 4 ： 1 ； 0028 子步骤 A2， 将零件按上无氧铜材料、 康铜合金材料和下无氧铜材料的次序进行装 配定位 ； 0029 子步骤 A3， 将装配定位后的无氧铜 - 康铜合金 - 无氧铜材料送入真空炉进行扩散 焊接， 真空度始终大于 1.010-3Pa， 扩散压力介于 0.2MPa 1.0MP。
18、a 之间， 扩散温度介于 850 950之间， 扩散时间介于 60min 180min 之间。 0030 步骤 B， 对上述无氧铜 - 康铜合金 - 无氧铜复合件进行第一次压轧处理 ； 0031 该步骤 B 又可以进一步包括 ： 0032 子步骤 B1， 将扩散焊接的无氧铜 - 康铜合金 - 无氧铜复合件冷轧至原始厚度的 10 20， 其绝对厚度为 1.2mm， 其中， 每次轧制变形率介于 10 15之间 ； 0033 子步骤B2， 对冷轧后的无氧铜-康铜合金-无氧铜复合件进行真空退火处理， 退火 温度介于 600 750之间， 保温介于 30min 60min 之间， 随炉降温至室温后取出，。
19、 退火 过程中真空度不低于真空度 110-3Pa。 0034 步骤C， 对进行第一次压轧处理后的无氧铜-康铜合金-无氧铜复合件进行第二次 压轧处理 ； 0035 本步骤中， 每一次轧制的变形率介于 15 20之间， 第二次压轧处理后的无氧 铜 - 康铜合金 - 无氧铜复合件的决定厚度介于 0.20mm 0.21mm 之间。 0036 步骤D， 对进行第二次压轧处理后的无氧铜-康铜合金-无氧铜复合件进行复压退 火处理， 形成上述实施例中的康铜 - 无氧铜复合调谐材料。 0037 本步骤中， 负压退火的温度介于 700 900之间， 压力介于 0.2MPa 1.0MPa 之间， 通过负压退火， 可。
20、以进一步提高康铜 - 无氧铜复合调谐材料的连接强度。 0038 下文给出一具体实例 ： 制备直径为 50mm， 厚度为 5mm 无氧铜零件两个和康铜合金 零件一个， 依无氧铜 - 康铜 - 无氧铜次序进行装配定位， 真空炉进行扩散焊， 真空度不低于 1.010-3Pa， 扩散压力 0.3MPa， 扩散温度 900， 扩散时间 180min。扩散焊后零件进行冷 轧， 冷轧至零件的 15， 每次轧制变形率为 10 15， 然后进行真空退火处理， 退火温度 700， 保温 60min， 真空度不低于 110-3Pa， 随炉冷却至室温后取出后进行二次轧制处理， 冷轧至0.2mm， 每次轧制变形率为15。
21、20， 最后进行复压退火处理， 退火温度800， 压力 0.2MPa。 0039 实验证明， 经上述工艺制得的康铜 - 无氧铜复合调谐材料达到分子间紧密结合， 厚度均匀， 表面光亮， 调谐幅度大， 抗疲劳能力强等优点。 0040 由上述实施例中康铜 - 无氧铜复合调谐材料可以调整微波谐振腔电性能。其中， 微波谐振腔一般为无氧铜材质的中空结构， 在腔体的某一方向开孔， 然后将本实施例的康 铜 - 无氧铜复合调谐材料焊接上去， 然后通过调谐机构机械运动， 膜片材料产生形变， 从而 改变腔体内的体积， 起到调谐电参数的目的。 说 明 书 CN 103660427 A 6 4/4 页 7 0041 实。
22、验证明， 用康铜 - 无氧铜复合调谐材料取代目前使用的不锈钢镀铜调谐材料， 可以提高速调管的电性能、 调谐寿命和可靠性。 通过在某型多注速调管的应用试验， 复合调 谐膜片调谐幅度更大， 远超过设计要求， 且往复调谐寿命更高。 0042 至此， 已经结合附图对本发明实施例进行了详细描述。 依据以上描述， 本领域技术 人员应当对本发明用于调谐膜片的康铜 - 无氧铜复合调谐材料及其制备方法有了清楚的 认识。 0043 此外， 上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施方式中提到的各种具体结构、 形状或方式， 本领域的普通技术人员可对其进行简单地熟知地替换。 0044 综上所述， 本发明采用无氧铜零件、 。
23、康铜合金零件先经扩散焊处理， 再经后续的一 次冷轧、 退火、 二次冷轧及复压退火工艺， 形成的康铜合金层和无氧铜层结合非常牢固， 达 到分子间结合， 用康铜 - 无氧铜复合调谐材料取代目前使用的不锈钢镀铜调谐材料， 可以 提高目前速调管的电性能、 调谐寿命和可靠性。 0045 以上所述的具体实施例， 对本发明的目的、 技术方案和有益效果进行了进一步详 细说明， 所应理解的是， 以上所述仅为本发明的具体实施例而已， 并不用于限制本发明， 凡 在本发明的精神和原则之内， 所做的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保 护范围之内。 说 明 书 CN 103660427 A 7 1/1 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103660427 A 8 。