一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法
【技术领域】
[0001]本发明属于铍窗封装技术领域，具体涉及一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法。
【背景技术】
[0002]铍对X射线的透射率最高，所以探测X射线的正比计数管、电离强流管、盖革管等都设置铍窗。铍窗也是外层空间探测器系统中一个重要的组件，其功能是隔绝工作气体，保证气体的纯度。
[0003]现阶段对铍窗的封装主要有两种方法，即通过焊接或环氧树脂粘结，将铍片固定在铍窗基架上，同时保持铍窗的气密性。
[0004]金属铍在焊接时，需加异种金属作填充材料或者钎料，根据铍材料性能与合金元素的相互作用规律，这些填充金属与铍通常形成低熔点共晶合金或金属间化合物，导致焊接性能变差，而且铍在加热至熔化过程中，容易吸收环境中的氧、氮等气体，对铍的焊接产生如下不良后果:污染焊缝;防碍熔合、影响润湿与漫流;加剧焊缝气孔的形成;导致焊缝开裂;铍焊接工艺的可重复性差。
[0005]采用环氧树脂将铍片粘结在铍窗的封接面上，实现铍窗的封装，虽然这种封装方法具有方便操作、不容易生成共晶合金等优点，但是上述封装方法中使用的传统环氧树脂在真空中的释气率比较大，不能满足探测器内工作气体的纯度的要求，降低了探测器的使用寿命。
[0006]如中国专利文献CN1702283A中公开的一种涉及天文观测仪器上的大面积铍窗封装技术，其中封装的具体步骤如下:准备压铍片用的重物和金属板，金属板的尺寸比待粘贴的铍片略小，对铍窗的结构件、铍片、金属板、重物预加热，然后将调配好的环氧树脂涂覆在窗框的封接面上，把铍片放置到窗框封接面上，把金属板压在铍片上，保持离各边距离相等，在铝板上再加上重物，待胶固化，硬化后即可。上述方案通过采用环氧树脂粘结的方式封装铍窗，保证铍窗封接的气密性，同时实现了大面积铍窗的封接。然而上述文献中所采用的环氧树脂胶在真空中的释气率较高，没能满足NASA Low outgass ing认证，其在外层空间，高真空，特种光学和电光系统等领域的使用受到了很大的限制；另外封装过程中也没有对其进行任何除气等预处理，环氧树脂胶固化后的释气将会影响探测器内工作气体的纯度，降低探测器的使用寿命。
【发明内容】
[0007]因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的铍窗封装方法封装的铍窗气密性差、释气率高的缺陷，从而提供一种气密性好、低释气率的适用于外层空间探测器的铍窗封装方法，该方法可在很大程度上减小环氧树脂胶在封装结构中的释气作用，从而提高外层空间探测器的使用寿命。
[0008]本发明提供了一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，包括如下步骤:S1、按照质量比为1-3:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；
[0009]S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂A组分和B组分置于真空度为〈lOOPa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用；
[0010]S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀涂覆在铍窗的封接面上，然后将铍片压在所述封接面上；
[0011]S4、将步骤S3中的铍窗进行加热固化，加热温度为90-100°C，加热时间为0.5-1.5小时。
[0012]优选的，所述2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分按照质量比1.4:1称取。
[0013]所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，在所述封接面上设有注胶槽和导胶槽，所述导胶槽位于所述铍窗的窗框和所述注胶槽之间。
[0014]所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，所述注胶槽和导胶槽为V型槽。
[0015]所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，所述注胶槽的深度为0.3mm-0.8mm，宽度为0.8mm_l.2mm，所述导胶槽的深度为0.3mm-0.8mm，宽度为0.8mm_l.2mm。
[0016]所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，所述注胶槽的深度为0.5_，宽度为1mm，所述导胶槽的深度为0.5mm，宽度为lmrn。
[0017]所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，所述注胶槽与所述导胶槽之间的最短距离为所述导胶槽与所述窗框之间的最短距离为lmm-1.5mm。
[0018]所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，所述步骤S2中，所述真空环境的真空度为78Pa。
[0019]所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，所述步骤S4中，加热温度为93°C，加热时间为1小时。
[0020]所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，所述步骤S4中还包括对加热固化后的所述铍窗进行检漏，控制所述铍窗的漏率小于2.0E-10mbar*L/s。
[0021]所述2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分为市售产品，不同厂家、不同型号的产品在使用效果上均不会带来较大的差异。在本发明中所述的2216Gray环氧树脂胶的生产厂家为3M公司，型号为2216Gray。
[0022]本发明技术方案相比现有技术，具有如下优点:
[0023](1)本发明所述的一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，包括如下步骤:S1、按照质量比为1-3:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂A组分和B组分置于真空度为〈lOOPa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用;S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀涂覆在铍窗的封接面上，然后将铍片压在所述封接面上;S4、将步骤S3中的铍窗进行加热固化，加热温度为90-100°C，加热时间为0.5-1.5小时；通过选择2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分按照质量比1-3:1配比而成的环氧树脂胶具有较低的释气率，将上述配比的环氧树脂胶置于真空度为〈lOOPa环境下混合搅拌可以脱除胶体中的气泡，显著的提高了胶体的密封性和降低其释气率，避免了由于胶体中存在气泡而引发漏气，导致胶体漏率较高的问题，然后将涂覆上述胶体的铍窗在温度90-100°C条件下加热固化0.5-1.5小时，使得加热固化后的环氧树脂胶的TML(质量损失率)最低可达0.66%，CVCM(冷凝挥发物)最低可达0.03%，极大的满足了NASA LOW outgass ing标准(TML< = 1 %且CVCM〈 = 0.10%),气密性好，释气率低，使得封装的铍窗更加适用于包括外层空间、高真空、特种光学和电光系统等领域中应用，尤其适用于外层空间探测器铍窗的封装，解决了现有技术中的铍窗封装方法封装的铍窗气密性差、释气率高的问题；
[0024](2)本发明所述的一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，通过在所述封接面上设有注胶槽和导胶槽，所述导胶槽位于所述铍窗的窗框和所述注胶槽之间，将环氧树脂胶注入注胶槽，当将铍片压在封接面上时，注胶槽中过多的环氧树脂胶外溢，可以流入导胶槽中，避免了环氧树脂胶流入铍窗的有效区域中，影响铍窗的使用；
[0025](3)本发明所述的一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，通过将所述注胶槽和导胶槽设置为V型槽，能够极大的提高环氧树脂胶的利用率，增加铍片与封接面的粘结面积，进一步提高铍窗的气密性，降低释气率；
[0026](4)本发明所述的一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，所述注胶槽的深度为0.3mm-0.8mm，宽度为0.8mm-1.2mm，所述导胶槽的深度为0.3mm-0.8mm，宽度为0.8mm-1.2mm，通过控制注胶槽和导胶槽的宽度和深度，保证铍片与封接面的粘结面积，进一步提高铍片与封接面粘结的牢固性、气密性；
[0027](5)本发明所述的一种适用于外层空间探测器铍