1.2.3 全金属陶瓷结构的出现和一些工艺材料的发展全面提升了行波管的性能

由于前面已经谈到的有关玻璃结构的固有缺点，20世纪40年代，国际上开始发展金属与陶瓷封接的工艺，我国从 1957 年开始有关工艺的摸索[8]。人们普遍认为实现金属与陶瓷的匹配封接是非常精细的工作。的确，金属与陶瓷实现匹配封接，封接后的管子或其部件要经受得住加电工作、环境应力、高低温和寿命的考验，确保不漏气（慢漏）并不是一件容易的事情。研究各种金属与各种陶瓷的匹配封接是一个专门的学科。在科技界的努力下，很快，行波管研制实现了全金属陶瓷化。有关工艺也为工程技术人员认识和熟练掌握了。当然，一些新的研究还在进行之中。

实现金属陶瓷化结构，是使行波管至今仍然能够在实用的微波器件领域占有一席之地的另一个重要原因。

20世纪60年代中后期，国内在实用行波管的设计中开始采用全金属陶瓷结构。

金属陶瓷结构的出现，使应用最广泛的螺旋线行波管有可能采用频带最宽的同轴线输入/输出接头（直接同轴线输入/输出或由同轴线过渡到波导输入/输出）。

用于夹持螺旋线的介质杆材料受到了广泛的关注。为满足高真空性能、低介电常数、高导热能力、高绝缘强度、优良的机械加工和工艺性能（如衰减器层能够牢固附着，有的还需要满足金属陶瓷封接的技术要求），以及低价格等方面的要求，研发出了各种介质材料，使螺旋线行波管的功率量级迅速得到提高。夹持螺旋线的介质杆材料从最初的95%氧化铝瓷、石英、99%氧化铝瓷、蓝宝石、白宝石发展到氧化铍（粉尘有毒）、各向异性氮化硼等。

早在20世纪70年代前期，国外就有关于复合管壳的研制报道。

有的公司还把极靴和磁环粘接成一个整体，用电火花对剖成两个半圆环（柱），用于非复合管壳行波管。使用时，在外面以“强力”将两个半圆环柱对正，紧压成一个PPM整体。

随着行波管输出功率的提高，微波输出窗的陶瓷材料和封接工艺也受到关注，并得到发展。有关的问题和夹持螺旋线的介质材料差不多。

有关材料的研究一直没有停止。

进入 21 世纪以来，国外已研制出不需要表面覆盖物、能够防止高功率行波管栅发射的栅极（丝）材料，并已实际应用。与栅控结构密切相联系的“无截获栅”行波管和双模（多模）行波管（不限于螺旋线慢波管型），得到了发展和实际应用，为雷达和电子对抗体制提供了关键器件。

新阴极材料和阴极表面覆膜材料的研究，为得到高发射密度、低阴极温度、高抗离子轰击能力、长寿命阴极提供了保证。现代空间行波管的寿命已提到15～20年（也许会更长）。

关于新的介质材料的研究，据文献报道，氮化铝（Aluminum Nitride， AIN）已引起许多科研单位的关注[30]。这种介质材料的导热能力、电介质强度、机械强度均不错，介质损耗也低且无毒。据说很可能成为许多种类微波管高功率窗、集中衰减器的优选介质材料。当然也可能成为螺旋线介质夹持杆的好材料。

全金属陶瓷化也给提高真空度创造了很好的条件。20世纪80年代，科技人员谈论的是10−8 Pa的排气台真空度，据说现在国外有的排气台已能够达到10−10 Pa的真空度。高的真空度是确保行波管具有长寿命的首要条件。

降压收集极的研究和水平的不断提高，使各类行波管的总效率都得到很大的提高。近年，文献报道的行波管最高总效率已经提高到了73.2%。对多数行波管来说，总效率达到65%是可能的。这是固态器件系统所无法比拟的。

在全金属陶瓷结构的基础上，行波管发展出了一系列新管型。

20世纪70年代，国际上开始出现了超宽频带螺旋线行波管，在金属管壳内设置“径向翼”（有许多结构、工艺形式），于是产生了一类有两、三个倍频程的新管型（试验过更宽的频带），其功率量级不断在提高。

近年来还出现了一批具有专门用途的行波管，如幅相一致性行波管，低噪声、低相位畸变行波管，空间应用“灵活”行波管，优良非线性性能行波管，小型化行波管等。

行波管技术发展到今天的水平，经历了许多年的艰苦探索。文献报道过许多发明和设想，有的经过实际应用的检验被淘汰了，有的得到应用并在实际使用中不断发展。但是，科技在不断进步，一成不变的技术是不存在的。要想在科技上立于不败之地，就必须永不满足，不断进取。培养自主的科研能力，是非常重要的。总是去模仿，只能“总是落后”。