[实用新型]一种锥形梯度绝缘陶瓷连接密封的真空馈口

说明书

技术领域

       本实用新型是一种真空密封射频传输部件，具体为离子回旋加热（ICRF）天线一种使用锥形梯度绝缘陶瓷连接密封的真空馈口。

背景技术

       在托卡马克实验装置中，ICRF加热天线是主要的辅助加热方式之一。而真空馈口是连接ICRF天线真空传输线和充有高压热氮气传输线的主要部件，它起着连接和真空密封重要作用。真空馈口在不仅起着真空密封重要作用，还起着内、外导体之间的高压绝缘作用。在ICRF天线运行高频和超高真空环境下，真空馈口绝缘材料需要满足介质损耗小而且出气率小的高物理要求，根据目前通常运用的绝缘材料性能，以氧化铝陶瓷为主要成分的陶瓷被选择为真空馈口的绝缘密封材料。目前国内、外真空馈口陶瓷密封形式有两种，一种是焊接密封结构，另外一种是金属弹性密封圈结构，弹性金属密封结构对陶瓷，金属连接的密封面 粗糙度要求很高，目前的陶瓷密封面很难达到高粗糙度要求，而且弹性金属密封圈价格昂贵，这导致金属弹性密封圈结构形式的真空馈口制造成本高。因此，目前国际上普遍使用的是焊接性形式的真空馈口结构。但是对于焊接形式的真空馈口结构，不管是圆柱状形状还是圆锥状形状绝缘陶瓷都需要与真空馈口内、外导体进行焊接，但在焊接过程中，绝缘陶瓷容易因受热而被拉裂，如何解决陶瓷在与真空馈口内、外导体焊接过程中被拉裂的问题是目前真空馈口设计制造的一个重要难点。

实用新型内容

本实用新型专利提出使用一种锥形梯度绝缘陶瓷连接密封的真空馈口，可以既有效的避免普通焊接结构中陶瓷受热被拉裂的问题，又可以方便对真空馈口段内、外导体进行焊接，同时降低真空馈口内、外导体的结构复杂性和加工难度。

本实用新型的技术方案如下：

一种锥形梯度绝缘陶瓷连接密封的真空馈口，包括有锥形梯度绝缘陶瓷、内、外导体以及两端法兰，锥形梯度绝缘陶瓷一端与内导体的连接处分为纯金属区域和材料梯度区域，锥形梯度绝缘陶瓷另一端与外导体的连接处分为纯金属区域和材料梯度区域，锥形梯度绝缘陶瓷两端的材料梯度区域之间为纯陶瓷区域。

    所述锥形梯度绝缘陶瓷形状为圆锥形，圆锥度为11°。

    所述的材料梯度区域长度为2mm。

所述的锥形梯度绝缘陶瓷表面纯金属化区域金属与法兰过渡段金属材料热膨胀系数相同或相近。

本实用新型的真空馈口是一种以锥形梯度绝缘陶瓷作为连接密封的真空馈口，此种馈口利用锥形梯度绝缘陶瓷两端梯度变化的金属化区域金属和过渡法兰金属热膨胀系数相同或相近的特点，在过渡法兰与内、外导体焊接连接密封的过程避免了陶瓷受热后与金属之间热收缩不同步而被拉裂损坏的情况发生。同时，整个真空馈口内、外导体结构简单，加工方便。本实用新型的设计思想目前已成功运用在国家“九五”重大科学工程-EAST超导托卡马克ICRF天线新型真空馈口结构设计上。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为锥形梯度绝缘陶瓷与内导体局部连接示意图。

图3为锥形梯度绝缘陶瓷与外导体局部连接示意图。

具体实施方式

参见附图，一种锥形梯度绝缘陶瓷连接密封的真空馈口，包括有锥形梯度绝缘陶瓷1、内、外导体2、3以及两端法兰4，锥形梯度绝缘陶瓷1一端与内导体2的连接处分为纯金属区域5和材料梯度区域6，锥形梯度绝缘陶瓷1另一端与外导体3的连接处分为纯金属区域5和材料梯度区域6，锥形梯度绝缘陶瓷两端的材料梯度区域之间为纯陶瓷区域7，锥形梯度绝缘陶瓷形状为圆锥形，圆锥度为11°，材料梯度区域长度为2mm，锥形梯度绝缘陶瓷1表面纯金属化区域金属与法兰过渡段金属材料热膨胀系数相同或相近，在锥形梯度绝缘陶瓷两端材料梯度2mm区域内进行表面金属化，金属材料含量由50%/mm从陶瓷端面梯度变化到纯陶瓷区域，陶瓷金属化后，陶瓷两端各焊接一个过渡金属法兰（位于纯金属区域），过渡金属法兰与内、外导体进行通过焊接连接密封，最后外导体两端与新型真空馈口两端法兰进行焊接连接。