螺旋线行波管广泛用于雷达、卫星通信与电子对抗系统。随着军事科技的不断发展，相关系统对行波管的输出功率提出了更高的要求，但螺旋线行波管慢波结构的散热性能不佳限制了其最大输出功率的提升。高质量的CVD金刚石膜层具有优异的热学和电学性能，若能在慢波结构中的夹持杆与螺旋线上包覆一层高质量的CVD金刚石薄膜，制备出金刚石膜/陶瓷复合夹持杆、金刚石膜/钨复合螺旋线，则有望提高螺旋线行波管慢波结构的热耗散能力，从而为螺旋线行波管功率的提升创造条件。本课题运用大型有限元模拟软件ANSYS对金刚石膜/陶瓷复合夹持杆、金刚石膜/钨复合螺旋线的结构进行了设计，并对其导热性能进行了模拟研究。对金刚石膜/陶瓷复合夹持杆导热性能的模拟研究表明，夹持杆的热传导性能随金刚石膜厚度的增加而增加，在夹持杆平行于慢波结构轴向的表面上都均匀包覆适当厚度的金刚石膜层时，夹持杆的导热性能最佳。在氧化铍陶瓷夹持杆上均匀包覆50μm厚金刚石膜时，可使慢波螺旋线上的最高温度降低50℃。对钨螺旋线表面包覆不同结构的金刚石膜层后的导热性能进行了模拟研究。在螺旋线外圆柱面上均匀包覆金刚石膜层时，螺旋线最高温度随金刚石膜厚增加而降低，在外圆柱面上包覆50μm厚金刚石膜层时，螺旋线上最高温度降低约58℃。在螺旋线上生长桥墩式的金刚石膜层作为螺旋线的夹持块时，螺旋线整体温度随夹持块宽度增加而降低，而夹持块高度对螺旋线温度几乎没有影响。当夹持块高约50μm，宽与夹持杆宽度(0.7mm)相等时，可使螺旋线最高温度下降约76℃。结合前两者优点设计了螺旋线表面非均匀涂覆金刚石薄膜的方案，该方案可使螺旋线最高温度下降约110℃。同时使用金刚石膜/陶瓷复合夹持杆和金刚石膜/钨复合螺旋线时，螺旋线上最高温度降低了约150℃。为了能在如夹持杆、螺旋线等长度在10cm以上的大长径比圆柱衬底上均匀沉积高质量的金刚石薄膜，运用ANSYS软件设计了衬底与热丝均竖直排列的HFCVD系统，并将热丝竖直排布体系分为只在单根衬底上沉积金刚石薄膜的单衬底体系和可同时在多根衬底上沉积的多衬底体系。通过对热丝相关参数改变后衬底温度场的模拟计算，获取了衬底温度场随热丝参数的变化规律，并得出衬底与热丝最佳的装配参数。单衬底体系的最佳参数为，采用4或5根长13cm、直径0.6mm的热丝，使热丝至衬底间距在10或12mm，并使热丝温度维持在2200℃。对于8根衬底的多衬底体系，应采用8根长15cm、直径0.6mm的热丝，使衬底与最近邻热丝在同一径向位置上，并使衬底和热丝至中心轴距离分别为10至17mm和20至25mm，使热丝温度在2100℃至2200℃范围内调节，并且沉积过程中衬底与热丝无相对运动。