Технологический процесс изготовления волноводных согласованных нагрузок этой конструкци следующий:

1. получение отрезка волноводной трубы, фланца и их сборка;

2. обработка контактной поверхности фланца и свер­ление крепежных отверстий;

3. нанесение защитных покрытий и отделка токоне­сущих поверхностей;

4. изготовление диэлектрических пластин погло­тителя;

5. нанесение на поверхность пластин поглощающего покрытия;

6. сборка волноводной согласованной нагрузки;

7. настройка.

Первые три пункта подробно рассмотрены в преды­дущих разделах. Специфично здесь лишь только изго­товление пазов в полости волноводной трубы. Их полу­чают протягиванием, используя специальную протяжку, которая одновременно формирует необходимое число па­зов и обеспечивает их чистовую обработку.

Пазы протягиваются до сборки волноводной трубы с фланцем.

Рассмотрим более подробно пп. 4, 5 и 6.

Здесь в качестве материалов диэлектрического осно­вания поверхностных поглощающих нагрузок исполь­зуются керамика, стекло, гетинакс, слюда, текстолит. Роль поглощающего покрытия выполняют тонкие плен­ки металлов (сплавов) с высоким удельным сопротив­лением, например тонкие пленки нихрома. Можно ис­пользовать и неметаллические проводящие пленки, в частности пленки лакосажевых суспензий.

Керамические подложки для поверхностных погло­щающих волноводных нагрузок толщиной от 0,3 до 1,5 мм изготавливают из высокоглиноземистой массы «Миналунд» (М-7). .Технологический процесс изготовле­ния керамической пленки состоит в следующем. Шлик- кер, изготовляемый на основе 3—4%-ного раствора нат- рийкарбоксиметилцеллюлозы и массы М-7 в соотноше­нии 1:1, разливается на стекле и высушивается в тече­ние 50—60 ч при комнатной температуре. В результате получается элластичная керамическая пленка, кото­рая легко отделяется от стекла и хорошо обрабаты­вается.

В штампе или приспособлении из диэлектрической пленки вырубается подложка волноводной нагрузки за­данной конфигурации. Небольшое количество связки в сырых деталях позволяет применить однократный об­жиг при температуре 1720° С с выдержкой 5—6 ч. После обжига поверхность подложки, прилегавшая к стеклу, имеет чистоту 7—8-го класса, а противоположная по­верхность — 5—6-го класса шероховатости.

Тонкую пленку нихрома наносят на поверхность ке­рамической подложки испарением в вакууме. Нихром осаждается на нагретую подложку. После нанесения слоя заданной толщины он спекается в вакууме при 450° С. Нагрев подложки косвенный.

Технологический процесс изготовления плоских по­глощающих нагрузок на стекле состоит в следующем. Пря моугольная стеклянная пластина тщательно обезжи­ривается и с одной стороны матируется. На края пласти- ны вжиганием наносят серебряные контактные площад­ки. Слой нихрома осаждают на матированную поверх­ность вакуумным распылением. Спекание слоя нихрома происходит за счет его нагрева электрическим током, подводимым к пленке через серебряные контакты. При этом сопротивление пленки уменьшается приблизительно на 25%.

Далее следует лакирование пластины (если оно пре­дусмотрено чертежом) и обрезка для получения задан­ной конфигурации.

При изготовлении поглощающих пластин на слюдя­ных подложках последовательность операций та же, что и на стеклянных, за исключением матирования. Слюдя­ные подложки не матируются, слой нихрома наносится на поверхность свежерасщепленной слюды.

Поглощающие нагрузки на подложках из гетинакса изготовляются без спекания ввиду низкой термостойко­сти гетинакса. Поэтому надо учитывать, что сопротивле­ние слоя нихрома после извлечения из вакуумной уста­новки будет увеличиваться.

Лакосажевые суспензии наносят на подложки нама­зыванием, окунанием или пульверизацией с последую­щей сушкой.

При сборке поглощающие пластины устанавливаются в пазы в стенках волноводной трубы или крепятся в за­глушке. Перед этим торцевые поверхности пластин, со­прикасающиеся со стенками волновода, смазывают клеем. Для конструкции, показанной на рис. 3.2,6, по­глощающие пластины вначале крепятся штифтами в па­зах заглушки, затем вклеиваются в пазы планки, после чего получившаяся сборочная единица устанавливается в полость волновода и положение заглушки фиксирует­ся винтами.

Настройка волноводных согласованных нагрузок ве­дется на стандартных измерительных стендах (§ 4.1) по минимуму коэффициента отражения.

Волноводные согласованные нагрузки с объемным сопротивлением можно использовать для рассеивания не только малых (единицы ватт), но и больших уровней мощности (до 1000 вт). Малые значения КСВН этих на­грузок достигаются правильным выбором размеров и формы поглощающих сопротивлений. Их клинообразная

форма обеспечивает минимальный КСВН в широком диапазоне частот и равномерное нагревание’всего сопро­тивления. Рассмотрим наиболее типичные конструкции волноводных согласованных нагрузок с объемным сопро­тивлением.

На рис. 3.3 показана конструкция волноводной согла­сованной нагрузки с объемным сопротивлением, рассчи­танной на поглощение мощности до 5 вт. Она выполнена в виде отрезка волноводной трубы 2 с фланцем 1 на од­ном конце и короткозамыкающей металлической заглуш­кой 4 на другом конце. Внутри волноводной трубы жест­ко закреплено поглощающее сопротивление клинообраз­ной формы 3. Заглушка крепится к волноводной трубе винтом 5.

Для поглощения большой мощности (сотни ватт) ис­пользуется волноводная согласованная поглощающая нагрузка, конструкция которой представлена на рис. 3.4. Корпус нагрузки состоит из двух частей 2 и 3, изготов­ленных литьем. Обе части скрепляются винтами 4 и по­сле сборки образуют прямоугольный волновод с флан­цем и охлаждающими ребрами. Волновод со стороны,

противоположной фланцу, закрыт металлической за­глушкой 6, укрепленной с помощью винтов. Внутри вол­новода установлено поглощающее сопротивление 1, за­крепленное в волноводе стопорными винтами 5.

Технологические процессы, используемые для получе­ния корпусов волноводных согласованных нагрузок, по­дробно рассмотрены в предыдущем изложении: Рассмот­рим подробнее технологию изготовления и установки объемных поглощающих сопротивлений.

Объемные поглощающие сопротивления низкого и среднего уровней мощности выполняются из материалов типа М (М-1, М-2, М-3), представляющих собой композицию карбонильного железа и

полистирола. Некоторые характеристики этих материалов приведены в табл. 3.1.

В качестве наполнителя используется карбонильное железо Р-41 сорта ВТУ 1024-54. Соотношение полистиро­ла и карбонильного железа в зависимости от марки ма­териала показано в табл. 3.2.

Некоторое повышение теплостойкости и механической прочности объемных поглощающих сопротивлений дости­гается заменой полистирольной связки на полиэтилен низкого давления. Формоустойчивость при этом возра­стает на 30—40° С.

Из-за отсутствия растворителей для полиэтилена при изготовлении его композиции с карбонильным железом лаковая технология не применяется. Исходные материа­лы в виде мелкодисперсных порошков смешиваются в шаровой мельнице (соотношение веса шаров и веса компонентов 2: 1 при заполнении барабана на 60—70%). Невозможность использования лаковой технологии отри­цательно сказывается на свойствах поглощающего ма­териала— обволакивание частиц карбонильного железа

диэлектриком менее равномерно, чем у материалов ти­па М. Поэтому удельное объемное электрическое сопро­тивление материалов, использующих в качестве связки полиэтилен, меньше, чем у материалов типа М.

Формообразование поглощающих сопротивлений у обоих материалов одинаково и определяется термопла­стичной связкой, т. е. прессование на литьевых машинах или прессах. Оно ведется при температуре исходной мас­сы 180—230° С и давлении 480—800 кГ/см² для полиэти- . леновой связки и 800—1200 кГ/см² для материалов ти­па М. Высокая текучесть полиэтилена облегчает прессо­вание. В процессе изготовления объемных поглощающих нагрузок из материала типа М могут возникать внутрен­ние напряжения, которые снижаются термообработкой — выдержка при 60—80° С в течение 1—3 ч.

Кроме полиэтилена и полистирола в качестве связки используются различные термореактивные материалы. Они позволяют получить сопротивления с более высокой механической прочностью и теплостойкостью. Объемные поглощающие нагрузки с термореактивной связкой изго­тавливают прессованием без подогрева для придания требуемой формы и последующей термообработкой для поликонденсации связки. Исходная пресс-масса изготав­ливается по лаковой технологии или сухим смешива­нием компонентов в шаровых мельницах. Перед прессо­ванием, которое ведется при 18—20° С и удельном дав­лении 8—10 т/см², она смачивается для облегчения формообразования. После прессования объемная погло­щающая нагрузка нагревается до 30—40° С для удале­ния влаги и снятия внутренних напряжений в ферромаг- нитном наполнителе. Длительность термообработки 18— 20 ч при принудительной циркуляции воздуха. Затем проводят термообработку для поликонденсации смолы при 120—130° С в течение 2—4 ч.

При использовании в качестве связки эпоксидных компаундов (ферроэпоксид) компоненты исходной мас­сы смешивают в вакуум-смесителе. Их загрузку ведут при работающей мешалке в таком порядке: смола, пла­стификатор, карбонильное железо.

Готовая смесь вакуумируется в течение 25—50 мин при определенной температуре, рекомендуемой для при­меняемого пластификатора, при остаточном давлении 10—15 мм рт. ст. Процесс ведется до полного удаления пузырьков воздуха из массы. В подготовленную массу вводится отвердитель, предварительно расплавленный и дозированный.

При введении отвердителя надо соблюдать темпера­турный режим, так как при» повышении температуры происходит возгонка 'ангидридов, а при понижении — их выпадение из раствора. В обоих случаях изменяется со­став компаунда. После смешивания компаунда с отвер- дителем и получения однородной массы компаунд вто­рично вакуумируется при остаточном давлении 10—15 мм рт. ст. в те­чение 10—15 мин. От­верждение компаундов производят немедленно после заливки форм.

Для компаундов, от­верждаемых малеино- вым ангидридом, реко­мендуются следующие режимы полимериза­ции для объемных по­глощающих нагрузок: на сечение волново­да 23X10 и менее t1 = = 110°С—2 ч, t₂ = 150°С — 2 ч; на сечение волновода выше 23x10 t1=75±5°C—8— 10 ч, t₂= 120±2°С — 5 ч.

Кроме карбонильного железа в качестве наполнителя для всех рассмотренных ранее случаев можно использо­вать и другие материалы, например графит, асбест и т. д. Технологический процесс изготовления при этом существенно не изменяется.

Формообразование объемных поглощающих сопро­тивлений с эпоксидными компаундами в качестве связки можно осуществить не только в формах, но и непосред­ственно в волноводе, в полость которого устанавливает­ся оправка из легированной стали (4X13), формующая поглощающий клин. Затем в волновод заливается ком­паунд. После отверждения оправка извлекается.

Этот процесс формообразования поглощающих со­противлений применяется при изготовлении волноводных согласованных нагрузок гальванопластикой. Корпус вол­новодной согласованной нагрузки «(рис. 3.5) получают наращиванием на возвратных формах. В задней стенке корпуса предусматривают технологические отверстия. После опрессовки в полость волновода вводится оправка для формования поглощающего сопротивления. В волно­вод путем шприцевания через технологические отверстия в задней стенке вводится эпоксидный компаунд с напол­нителем. Материал поглощающего сопротивления имеет хорошую адгезию со стенками волновода, поэтому до­полнительного крепления поглощающего сопротивления не требуется.

Высокую термостойкость имеют объемные поглощаю­щие сопротивления из кристаллического кремния с кера­мической связкой. Процесс их изготовления следующий. Ультрафарфоровая керамическая масса размалывается в шаровой мельнице и просеивается ^ерез сито 900 отв/см². Так же обрабатывается и кристаллический кремний. Весовое соотношение фарфоровых шаров и об­рабатываемого материала для кремния и керамики 1:1. Смешивание компонентов производится в шаровой мель­нице в течение 8—10 ч. Перед прессованием в смесь ке­рамики и кремния добавляют 5—7% воды и смесь про­тирают 3—4 раза сквозь сито 144 отв/мм² для равномер­ного увлажнения. Из нее прессуют брикеты при давле­нии 150—200 кГ/см². Для обеспечения равномерного распределения компонентов в смеси брикеты дробятся и масса вторично протирается сквозь сито. Из подготов­ленной смеси отпрессовываются заготовки поглощающих нагрузок при давлении 400 кГ/см². Заготовки сушат при 100—110° С в течение 10—16 ч и пропитывают парафи­ном, погружая в расплав на 2—5 ч (в зависимости от размеров заготовки). После пропитки их механически обрабатывают и обжигают в электрической печи по сле­дующему режиму (табл. 3.3).

Время выдержки при каждой температуре 1 ч. Обо­жженные детали шлифуются, промываются и тщательно просушиваются при 700—800° С.

Фиксированные поглощающие аттенюаторы для вол­новодов изготовляются с объемным поглощающим со­противлением. Конструктивно они представляют (рис. 3.6, а, б ив) отрезок волноводной трубы с флан­цами на концах. Внутри нее установлено поглощающее сопротивление, для которого используются те же материалы, что и для волноводных согла­сованных нагрузок. Технологи­ческий процесс изготовления фиксированных поглощающих аттенюаторов состоит в сле­дующем:

1. получение корпуса фик­сированного поглощающего аттенюатора;

2. получение объемного по­глощающего сопротивления;

3. установка поглощающе­го сопротивления в канал вол­новода.

Объемные сопротивления при установке в канал волно­вода приклеиваются к стенкам или крепятся винтами. Перс­пективно формообразование объемного поглощающего со­противления непосредственно в канале волновода. Сложная форма обоих концов погло­щающего сопротивления дости­гается формовкой поглощаю­щего сопротивления с примене­нием двух оправок. Вначале в полость волновода устанавливается первая оправка, формующая один конец объемного волноводного сопро­тивления. С противоположной стороны заливается ком­паунд с наполнителем (количество заливаемого мате­риала строго дозируется), после чего вводится вторая оправка, формующая другой конец объемного волновод­ного сопротивления.

Эта оправка имеет каналы для удаления воздуха из полости между компаундом и оправкой в процессе фор­мования.