[发明专利]一种用于气体探测器的密封方法

说明书

技术领域

本发明属于辐射防护领域，涉及一种用于气体探测器的密封方法。

背景技术

气体探测器是核辐射测量中使用非常广泛的一类探测器，基本原理是将一定压力的工作气体充入与外界完全密封的容器（主要是金属）中，在容器中有一个或多个与探测器外壳绝缘的电极。使用时，在某些电极上施加一定的工作电压，核辐射射线（γ、中子或带电离子）与气体相互作用使工作气体电离，产生的电荷在电极间的电场中运动，从而在与电极相连的电路中感生出电信号，进而被电子学系统测量到。为了达到长期稳定工作的要求，这类探测器除了对气体密封性有要求外，还对电极间的绝缘度有很高的要求。目前，通常的做法是采用高绝缘度的陶瓷做绝缘材料将各个电极分开，用钎焊的方法将陶瓷和金属电极连接到一起。由于陶瓷和一般的金属（如不锈钢、铝）的膨胀系数差异较大，无法直接焊接，所以通常采用膨胀系数比较接近的可伐合金与陶瓷钎焊，然后将可伐合金和探测器外壳熔焊在一起。同样，与可伐合金焊接的材料也受膨胀系数的限制，如铝合金等有色金属与可伐合金的膨胀系数相差比较大，就不能与可伐合金焊接在一起。而在一些使用场合，需要采用铝或者原子序数低的金属材料做外壳，以便低能射线能够穿过探测器外壳进入工作气体，可伐合金和这些材料的焊接困难限制了这类探测器的设计，从而使气体探测器无法满足这些场合的使用要求。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述背景技术的不足之处，提供一种用于气体探测器的密封方法，解决可伐合金与膨胀系数相差较大的金属之间的焊接难题，拓展气体探测器的种类及使用范围。同时，该方法也可适用于两种膨胀系数相差较大的金属之间的连接方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于气体探测器的密封方法，该方法是在气体探测器的电极与外壳之间采用环状陶瓷件绝缘，所述气体探测器外壳为铝等有色金属，气体探测器的电极采用可伐合金M，气体探测器的电极与环状陶瓷件之间采用钎焊焊接，在环状陶瓷件外围采用钎焊的方式焊接一圈可伐合金N，在可伐合金N和探测器外壳之间焊接一圈膨胀系数介于可伐合金N和外壳材料之间的金属作为过渡区域。例如，铝和可伐合金之间可采用铜、不锈钢等材料，该材料和相邻的材料之间由于膨胀系数相差较小，可采用钎焊、熔焊、爆炸焊等焊接方式连接，且可根据探测器使用的工作温度及受力要求，选择合适的焊材及焊接温度。

在上述技术方案中，为了方便组装及批量化生产，与可伐合金N连接的过度区域可根据探测器的尺寸，预先制作成与探测器外壳材料相同的材料同过渡金属焊接组成的标准件，也可直接将过渡金属与探测器外壳、可伐合金N整体焊接。

在上述技术方案中，所述过渡区域为采用爆炸焊制作成的标准件，由爆炸焊标准件底层、爆炸焊标准件中间层和爆炸焊标准件顶层组成，其中底层选用和探测器外壳材质相同的金属，中间层和顶层选用线膨胀系数介于探测器外壳材料和可伐合金N之间的金属，三层金属为板材采用爆炸焊接的方式焊接在一起后加工制成，标准件与探测器外壳连接的位置及与可伐合金N连接的位置均可采用熔焊的方式焊接。

在上述技术方案中，所述过渡区域为采用钎焊制作成的标准件，由钎焊标准件外圈和钎焊标准件内圈组成，所述钎焊标准件外圈和钎焊标准件内圈为同轴圆柱形结构，其中钎焊标准件外圈选用和探测器外壳材质相同的金属，钎焊标准件内圈为可伐合金或与可伐合金可焊接的金属，钎焊标准件外圈和钎焊标准件内圈之间的连接位置采用钎焊制作成标准件，当外圈材料线膨胀系数大于内圈时，外圈采用厚壁，而内圈采用薄壁结构，反之，当外圈材料线膨胀系数小于内圈时，外圈采用薄壁结构，而内圈采用厚壁结构，钎焊标准件内圈和可伐合金N之间的连接位置采用熔焊的方式焊接。

在上述技术方案中，所述过渡区域为单一金属，该过渡金属与探测器外壳成嵌套结构，与外壳之间的连接及与可伐合金N之间的连接均采用钎焊焊接，过渡金属选用线膨胀系数介于探测器外壳和可伐合金之间的材料。