微波管工作需要高真空环境：微波管是一种放大微波信号的电真空器件，主要包含电子枪、慢波系统、聚束系统、输能装置和收集极这五个基本功能部件。

电子枪的功能是由阴极产生电子束，然后利用聚焦极、阳极把电子束会聚、加速，形成一定截面形状、尺寸和能量的电子注。

慢波系统是用来减慢电磁波沿管子传播速度的装置，使电子注和高频电磁场的相互作用，把电子束的能量转换为的高频微波能量，使微波管能完成信号放大作用。

聚束系统利用磁场约束电子注的发散，使其顺利穿过慢波系统。输能装置是被放大微波信号的入口和出口。

收集极用来收集穿越慢波系统完成能量交换作用后的电子注电流。

可见，微波管利用电场、磁场来控制电子束在其内部运动，使电子束产生、加速、运动、收集以及和信号相互作用，以至达到信号放大的目的。因此，避免电子对气体分子间的碰撞，呆证电子在微波管内部的运动规律，方止发射热电子的阴极氧化中毒，把微波管抽到一定真空度保证微波管的正常工作，是绝对必要的。微波管的整个寿命期间要求维持高真空或超高真空状态。真空度的好环直接影响到微波管的可靠性能。

2高真空环境的获得和维持微波管内的真空度的获得，主要通过排气工艺把管内气体抽出，从而获得一定的真空度。由于微波管结构复杂，零件繁多，一般都是100种以上；真空气密性焊缝多，一般有几十道焊缝。所以在排气时需要加热到高温对金属零件和焊接处进行出气处理。这样在微波管工作状态下，内部零件温度会身高，就不会出气了，这样在工作状态下仍然会保证高的真空度。

常用的排气系统为油扩散泵排气系统和涡轮分子泵排气系统，主要组成为前级泵（机械泵、罗茨泵等）粗抽，然后利用主泵（油扩散泵、分子泵等），配置必要的真空管道、一定高真空阀门、所需的真空计（电阻真空计、电离真空计、B-A真空计等）把真空度抽至高真空。当利用油扩散泵时，还需要加一挡油阱，防止泵油对真空器件内部系统的污染。

排气结束后，真空度能达到106Pa，可以满足微波管的使用要求。为了提高微波管排气时的真空度，减少在后工序的放气量，我们利用獬射离子泵对微波管的排气，排气结束后真空度可以达到2x10-7Pa.排气结束后，微波管和排气系统进行冷封离，在封离过程中机械挤压使金属零件放气，同时微波管在放置一段时间后，由于其本身的高真空，内部材料会进行放气，从而降低了管内的真空度。这时我们利用了一种小离子泵（俗称钛泵）保证内部的真空度，同时在微波管老炼、测试等工序中，管内零件经过高速电子束的轰击会产生放气，需要钛泵进行抽除。钛泵的电流还具有检测微波管内部真空度的作用。

在微波管老炼、测试结束后，这时管内的真空度一般都会保持稳定。由于钛泵本身体积比较大，影响微波管的外形尺寸，一般我们会进行去除（对外形无要求的可以不去除）。

但是微波管等电真空器件一般需要一定长寿命，一般指标要求为3年（空间微波管要求20年）。在这长时间的工作中，零件材料本身的缺陷（气孔、裂纹等）和焊接的死空间可能产生慢性漏气或者放气，破坏内部的真空度，我们在这里放水机配套的软水硬度测试剂，以及国内一些软水器厂家配制的硬度测试剂。它们的一个共同特点是：只具有指示剂的作用。即只能定性的指示出其水样的硬度是否在某一指定值（如0.03mmol/L）范围内。笔者对几种指示剂作过测试，其误差比较大，其中有一种误差达300%. 4使用KS软水硬度测试剂具有以优点：测试速度快、效率高，只需几秒钟就可测定一个水样。

操作方法简单、设备简单、携带方便。没有化学基础的人也只需要几分钟就能学会、应用。

费用低，测定一次药品费不足一角钱。

因此KS软水硬度指示剂具有非常好的推广价值。

新视野科研二号真空系统在同样的排气工艺下，我们统计了5根微波管的排气后的真空度的数据。

置吸气剂。吸收管内残余气体及管内零件重新释放出来的气体，维持管内的真空度。

3吸附真空泵的原理可见，在微波管的制造中，我们使用到獬射离子泵、钛泵和吸气剂等吸附真空泵。他们具体的工作原理如下。

獬射离子泵和钛泵：在两片阴极板之间安装了蜂窝状阳极，在与阴极板垂直且平行于蜂窝轴的方向加磁场，电子在磁力线中呈螺旋运动并与气体分子产生电离。在电离过程中产生的电子还会继续与其他气体分子进行分离。在电离期间，电子交出能量并逐步到达阳极，同时正离子被加速，到达由钛制成的负电极。离子和钛金属互相作用，有三种抽气方式：①离子獬射除出钛阴极材料，起到沉积消气膜的作用，吸附反应气体（氮、氢和氧）；②某些离子的能量会大到足以使其埋到电极中，从而以离子注入的方式被吸收，对包括稀有气体和惰性气体在内的所有离子均有效。③从阴极獬射出的钛能埋没靶电极上的气体原子，提高对惰性气体的抽速。大的獬射离子泵典型的工作电压为7kV，小离子泵（钛泵）典型工作电压为3.5kV.吸气剂在微波管中应用的主要为非蒸散型吸气剂，利用金属锆和Zr―V―Fe合金形成多孔烧结结构，具有优良的强度和致密度，能耐一定的冲击和振动。在400-500°C微波管的正常烘烤后激活，利用其本身的多孔结构对CO2，2，N2，水蒸气有很强的吸气能力。

某吸气对CO2和H2的吸附曲线u4吸附真空泵的应用效果獬射离子泵作为高真空泵，离子泵对分子泵很难抽走的惰性气体的抽气效果明显，可以提高微波管的排气后的真空度。下图为为我们对两套真空系统的对比，一号系统为机械泵+分子泵，二号系统为机械泵+分子泵+离子泵。

可见，獬射离子泵的应用提高了微波管的真空度，使后序的老炼、测试等工序内部的放气量减少，在后续的小钛泵检测真空度时电流下降到几乎为零，减少这些工序的时间，提高了生产的效率和管子的可靠性。

微波管中在排管处增加小离子泵（钛泵）和在电子枪处增加吸气剂，同微波管一起排气，排气系统工艺要求高温烘烤，对吸气剂进行激活，排气过程同时对钛泵也进行了排气，在冷封离后管内的残余气体及管内零件重新释放出来的气体，由钛泵和吸气剂共同抽除，维护管内的真空度。在后续的工许过程中，发现有微露气的情况下，钛泵的电流还能帮助检测出微漏点，从而方便了生产，降低了微波管的报废率。在增加吸气剂的微波管中，电子枪高压打火的几率大大减少，长时间储存后，对微波管直接加电而不出现放气或大伙现象。

可见，獬射离子泵、钛泵和吸气剂等吸附真空泵在微波管的生产制造中，提高和维持了高真空度，从而提高了微波管的可靠性，增加了使用寿命。