專利名稱：：用于微波電真空器件的含TiO₂衰減瓷及其制備方法用于微波電真空器件的含Ti02衰減瓷及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于一種用于微波電真空器件的含Ti02衰減瓷及其制備方法。
背景技術(shù)：
：微波管廣泛應(yīng)用于通信、雷達(dá)、制導(dǎo)及電子對(duì)抗等多領(lǐng)域。在微波電真空器件制造
技術(shù)領(lǐng)域：
，微波衰減材料由于可起到展寬頻帶、抑制振蕩和消除非設(shè)計(jì)模式等作用，因而是微波電真空器件、特別是大功率器件不可缺少的關(guān)鍵材料。因此，作為微波電真空器件的核心工藝技術(shù)之一，尤其是大功率微波衰減材料的研究和應(yīng)用受到了很多國家的高度重視。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一在于提供一種用于微波電真空器件的含Ti02衰減瓷。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二在于提供一種用于微波電真空器件的含Ti02衰減瓷的制備方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題之一的一種用于微波電真空器件的含1102衰減瓷，包括的成分及其各自所占的重量百分比為A1203:(6473)%、Ti02:(2736)%，燒結(jié)助劑MgO、Si02、CaO、Y203作為外加劑加入，外加劑加入的總量占A1203和Ti02粉料總重量的(24)X，其中含MgO:(O.200.35)%、Si02:(0.40.75)%、CaO:(0.40.9)%、Y203:(1.02.0)%。此外^1203粉純度>99.5%、Ti02粉純度》99.8%，其余外加劑的純度均為分析純。衰減瓷材料中的MgO、Si02、CaO、Y203等為燒結(jié)助劑，具有阻抑晶粒過度增長、提高坯體密度，降低燒結(jié)溫度、強(qiáng)化燒結(jié)，有利于金屬化封接等作用。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題之二的一種用于微波電真空器件的含Ti02衰減瓷的制備方法先將上述組分的未經(jīng)煅燒的A1203粉、Ti02粉原料分別進(jìn)行高溫煅燒，促使其晶形轉(zhuǎn)變。八1203粉升溫至1300°C1350°C，并在此溫度下保溫12小時(shí)；Ti02粉升溫至1200°C1250°C，并在此溫度下保溫12小時(shí)。按照配比稱量一定量已煅燒好的A1203粉、1102粉及各種外加劑，放入95氧化鋁瓷罐內(nèi)，加無水乙醇和95氧化鋁瓷研磨球，按照粉料無水乙醇研磨球=iKg:iooomi:(i.21.8)Kg進(jìn)行配比、球磨混合3648小時(shí)，然后過400目篩；將過濾后的混合漿料加熱至(6070rC，然后加入(1316)g石蠟作成型劑，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蠛娓?；模具?nèi)加入一定量的烘干后的混合粉料用液壓機(jī)干壓成型；然后進(jìn)行預(yù)燒排蠟，預(yù)燒排蠟溫度(11801230)°C、保溫12小時(shí)，預(yù)燒排蠟的具體步驟為將壓制好的半成品置于剛玉匣缽內(nèi)厚10mm氧化鋁粉上，再覆蓋一層厚10mm的氧化鋁粉，如此放置兩層，然后將剛玉匣缽放入爐膛內(nèi)，升溫至(11801230)t:，保溫12小時(shí)；最后在氫氣爐中進(jìn)行最終燒結(jié)，燒結(jié)溫度(14501550)。C、保溫13小時(shí)，氫氣流量控制在(0.30.5)L/min，最終燒結(jié)的具體步驟為將預(yù)燒排蠟后的含Ti02衰減瓷半成品排放于鉬舟內(nèi)剛玉砂上，相互間保持1.Omm，再將鉬舟疊加放于鉬制吊架上，然后將吊架移入氫氣爐內(nèi)，升溫至(14501550)t:，保溫13小時(shí)，氫氣流量控制在(0.30.5)L/min。其中制備過程中使用的95氧化鋁瓷研磨球可以選用不同規(guī)格的，不同規(guī)格95氧化鋁瓷研磨球重量比為大球中球小球=i:(i.2i.6):(i.2i.8)。由于95氧化鋁瓷研磨球及95氧化鋁瓷罐中的氧化鋁含量高達(dá)95%，且研磨過程中進(jìn)入材料內(nèi)的氧化鋁的量非常少，所以對(duì)材料的組成及含量影響很小，可以忽略不計(jì)。球磨混合后的粉體粒度為(47)iim。由于該種含1102衰減瓷幾乎不含玻璃相，閉合孔度不超過5%，具有細(xì)微的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，因而具有很高的強(qiáng)度和很小的放氣量及良好的熱導(dǎo)率。含Ti02衰減瓷是將Ti02分散于A1203介質(zhì)中，在高溫氫氣還原氣氛下，Ti02會(huì)發(fā)生缺陷反應(yīng)，導(dǎo)致晶格失氧，出現(xiàn)氧空位，部分Ti"變?yōu)門i、產(chǎn)生弱束縛電子，這種缺陷反應(yīng)與溫度、氫氣流量有關(guān)，溫度越高、還原氣氛越強(qiáng)，越有利于反應(yīng)的進(jìn)行。本發(fā)明用于微波電真空器件的含1102衰減瓷及其制備方法的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)致密的含Ti02體衰減瓷具有頻帶寬、強(qiáng)度高、放氣量小、介質(zhì)損耗和導(dǎo)電率大、焊接性能良好等特點(diǎn)，是一種能有效吸收入射電磁波使其衰減并能獲得較高增益的特殊功能材料，可有效地將電磁波轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)出去，有著良好的應(yīng)用前景，可廣泛運(yùn)用于多注行波管特別是大功率多注行波管等微波電真空器件。具體實(shí)施方式本發(fā)明的體積電阻Pv按照GB5594.5_85標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測。本發(fā)明的介電常數(shù)e按照GB5597-85標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測。本發(fā)明的介電損耗正切值tgS按照GB5594.4-85標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測。本發(fā)明的體積密度P按照GB2413-81標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測。實(shí)施例1:1、含Ti02衰減瓷的混合料制備工序a)先將已煅燒的350gAl203粉、150gTi(^粉及500ml無水乙醇分別加入裝有研磨球的95氧化鋁瓷罐中，再加入1.6gMg0、2.5gSi02、2.5gCa0、8.58丫203，球磨混合40小時(shí)，然后用400目篩過濾。b)將過濾后的混合漿料加熱至65t:，然后加入15g石蠟，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蠛娓伞?、含Ti02衰減瓷的壓制成型、預(yù)燒排蠟工序a)往模具內(nèi)加入一定量的混合粉料用液壓機(jī)干壓成型。b)將壓制好的半成品置于剛玉匣缽內(nèi)厚10mm的氧化鋁粉上，再覆蓋一層厚10mm的氧化鋁粉，如此放置兩層；然后將剛玉匣缽放入爐膛內(nèi)，升溫至120(TC，保溫1.5小時(shí)。3、含Ti02衰減瓷的最終燒結(jié)工序?qū)⑴畔灪蟮暮琓i02衰減瓷半成品排放于鉬舟內(nèi)剛玉砂上，相互間保持lmm，再將鉬舟疊加放于鉬制吊架上，然后將吊架移入氫氣爐內(nèi)，升溫至1500°C，保溫1.5h，氫氣流量0.4!Vmin。實(shí)施例2:1、含Ti02衰減瓷的混合料制備工序a)先將已煅燒的320gAl203粉、180gTi(^粉及500ml無水乙醇分別加入裝有研磨球的95氧化鋁瓷罐中，再加入1.OgMgO、2.OgSi02、2.0gCa0、5.08￥203，球磨混合36小時(shí)，然后用400目篩過濾。b)將過濾后的混合漿料加熱至6(TC，然后加入13g石蠟，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蠛娓伞?、含Ti02衰減瓷的壓制成型、預(yù)燒排蠟工序a)往模具內(nèi)加入一定量的混合粉料用液壓機(jī)干壓成型。b)將壓制好的半成品置于剛玉匣缽內(nèi)厚10mm的氧化鋁粉上，再覆蓋一層厚10mm的氧化鋁粉，如此放置兩層；然后將剛玉匣缽放入爐膛內(nèi)，升溫至118(TC，保溫2小時(shí)。3、含Ti02衰減瓷的最終燒結(jié)工序?qū)⑴畔灪蟮暮琓i02衰減瓷半成品排放于鉬舟內(nèi)剛玉砂上，相互間保持lmm，再將鉬舟疊加放于鉬制吊架上，然后將吊架移入氫氣爐內(nèi)，升溫至145(TC，保溫3小時(shí)，氫氣流量0.3!Vmin。實(shí)施例3:1、含Ti02衰減瓷的混合料制備工序a)先將已煅燒的365gAl203粉、135gTi(^粉及500ml無水乙醇分別加入裝有研磨球的95氧化鋁瓷罐中，再加入1.75gMg0、3.75gSi02、4.5gCa0、10.08丫203，球磨混合48小時(shí)，然后用400目篩過濾。b)將過濾后的混合漿料加熱至7(TC，然后加入16g石蠟，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蠛娓伞?、含Ti02衰減瓷的壓制成型、預(yù)燒排蠟工序a)往模具內(nèi)加入一定量的混合粉料用液壓機(jī)干壓成型。b)將壓制好的半成品置于剛玉匣缽內(nèi)厚10mm的氧化鋁粉上，再覆蓋一層厚10mm的氧化鋁粉，如此放置兩層；然后將剛玉匣缽放入爐膛內(nèi)，升溫至123(TC，保溫1小時(shí)。3、含Ti02衰減瓷的最終燒結(jié)工序?qū)⑴畔灪蟮暮?102衰減瓷半成品排放于鉬舟內(nèi)剛玉砂上，相互間保持1.0咖，再將鉬舟疊加放于鉬制吊架上，然后將吊架移入氫氣爐內(nèi)，升溫至155(TC，保溫1小時(shí)，氫氣流量0.5!Vmin。實(shí)施例4:1、含Ti02衰減瓷的混合料制備工序a)先將已煅燒的335gAl203粉、165gTi(^粉及500ml無水乙醇分別加入裝有研磨球的95氧化鋁瓷罐中，再加入1.5gMg0、3.OgSi02、3.0gCa0、9.08￥203，球磨混合42小時(shí)，然后用400目篩過濾。b)將過濾后的混合漿料加熱至68t:，然后加入14.5g石蠟，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蠛娓伞?、含Ti02衰減瓷的壓制成型、預(yù)燒排蠟工序a)往模具內(nèi)加入一定量的混合粉料用液壓機(jī)干壓成型。b)將壓制好的半成品置于剛玉匣缽內(nèi)厚10mm的氧化鋁粉上，再覆蓋一層厚10mm的氧化鋁粉，如此放置兩層；然后將剛玉匣缽放入爐膛內(nèi)，升溫至121(TC，保溫1.3小時(shí)。3、含Ti02衰減瓷的最終燒結(jié)工序?qū)⑴畔灪蟮暮琓i02衰減瓷半成品排放于鉬舟內(nèi)剛玉砂上，相互間保持1.Omm，再將鉬舟疊加放于鉬制吊架上，然后將吊架移入氫氣爐內(nèi)，升溫至1530°C，保溫2h，氫氣流量0.45!Vmin。上述實(shí)施例1-4所制備的含Ti02衰減瓷的技術(shù)指標(biāo)如表1所示表1實(shí)施例1-4所制備的含Ti02衰減瓷的技術(shù)指標(biāo)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求一種用于微波電真空器件的含TiO2衰減瓷，其特征在于包括的成分及其各自所占的重量百分比如下Al2O3(64～73)％；TiO2(27～36)％；燒結(jié)助劑MgO、SiO2、CaO、Y2O3作為外加劑加入，外加劑加入的總量占Al2O3和TiO2粉料總重量的(2～4)％，其中各外加劑占Al2O3和TiO2粉料總重量的百分比分別為MgO(0.20～0.35)％、SiO2(0.4～0.75)％、CaO(0.4～0.9)％、Y2O3(1.0～2.0)％。2.如權(quán)利要求1所述的用于微波電真空器件的含1102衰減瓷，其特征在于所述八1203粉純度^99.5%、Ti02粉純度^99.8%，其余外加劑的純度為分析純。3.如權(quán)利要求1所述的用于微波電真空器件的含Ti02衰減瓷，其特征在于各組分的重量分別為350gAl203、150gTi02、l.6gMgO、2.5gSi02、2.5gCa0、8.5gY203。4.一種如權(quán)利要求1所述的用于微波電真空器件的含1102衰減瓷的制備方法，其特征在于包括下述步驟先將未經(jīng)煅燒的A1203粉、Ti02粉原料分別進(jìn)行高溫煅燒，促使其晶形轉(zhuǎn)變，A1203粉升溫至1300°C1350。C，并在此溫度下保溫12小時(shí)，Ti02粉升溫至1200°C1250。C，并在此溫度下保溫12小時(shí)；按照配比稱量一定量已煅燒好的A1203粉、Ti02粉及各種外加劑，放入95氧化鋁瓷罐內(nèi)，加無水乙醇和95氧化鋁瓷研磨球，按照粉料無水乙醇研磨球=iKg:iooomi:(i.21.8)Kg進(jìn)行配比、球磨混合3648小時(shí)，然后過400目篩；將過濾后的混合漿料加熱至(6070rC，然后加入(1316)g石蠟作成型劑，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蠛娓?；模具?nèi)加入一定量的烘干后的混合粉料用液壓機(jī)干壓成型；然后進(jìn)行預(yù)燒排蠟，預(yù)燒排蠟溫度(11801230)t:、保溫12小時(shí)；最后在氫氣爐中進(jìn)行最終燒結(jié)，燒結(jié)溫度(14501550)t:、保溫13小時(shí)，氫氣流量控制在(0.30.5)L/min。5.如權(quán)利要求4所述的用于微波電真空器件的含Ti02衰減瓷的制備方法，其特征在于所述預(yù)燒排蠟的具體步驟為將用液壓機(jī)干壓成型好的半成品置于剛玉匣缽內(nèi)厚10mm氧化鋁粉上，再覆蓋一層厚10mm的氧化鋁粉，如此放置兩層，然后將剛玉匣缽放入爐膛內(nèi)，升溫至(11801230)t:，保溫12小時(shí)。6.如權(quán)利要求4所述的用于微波電真空器件的含Ti02衰減瓷的制備方法，其特征在于所述最終燒結(jié)的具體步驟為將預(yù)燒排蠟后的含1102衰減瓷半成品排放于鉬舟內(nèi)剛玉砂上，相互間保持1.Omm，再將鉬舟疊加放于鉬制吊架上，然后將吊架移入氫氣爐內(nèi)，升溫至(14501550)t:，保溫13小時(shí)，氫氣流量控制在(0.30.5)L/min。7.如權(quán)利要求4至6任一項(xiàng)所述的用于微波電真空器件的含Ti02衰減瓷的制備方法，其特征在于所述A1203粉、1102粉及各種外加劑在95氧化鋁瓷罐內(nèi)經(jīng)95氧化鋁瓷研磨球球磨混合后的粉體粒度為(47)i！m。8.如權(quán)利要求4所述的用于微波電真空器件的含Ti02衰減瓷的制備方法，其特征在于先將已煅燒的350gAl203粉、150gTi(^粉及500ml無水乙醇分別加入裝有研磨球的95氧化鋁瓷罐中，再加入1.6gMg0、2.5gSi02、2.5gCa0、8.58^03，球磨混合40小時(shí)，然后用400目篩過濾；將過濾后的混合漿料加熱至65t:，然后加入15g石蠟，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蠛娓?；往模具?nèi)加入一定量的混合粉料用液壓機(jī)干壓成型；將壓制好的半成品置于剛玉匣缽內(nèi)厚約10mm的氧化鋁粉上，再覆蓋一層厚約10mm的氧化鋁粉，如此放置兩層；然后將剛玉匣缽放入爐膛內(nèi)，升溫至120(TC，保溫1.5小時(shí)；將排蠟后的含Ti02衰減瓷半成品排放于鉬舟內(nèi)剛玉砂上，相互間保持約1.Omm，再將鉬舟疊加放于鉬制吊架上，然后將吊架移入氫氣爐內(nèi)，升溫至1500°C，保溫1.5h，氫氣流量0.4!Vmin。全文摘要本發(fā)明公開了一種用于微波電真空器件的含TiO2衰減瓷及其制備方法，其中含TiO2衰減瓷含Al2O364～73％；TiO2(27～36)％；燒結(jié)助劑MgO、SiO2、CaO、Y2O3的總量占Al2O3和TiO2粉料總重量的(2～4)％。先將原料高溫煅燒，再按照配比稱量已煅燒好的Al2O3粉、TiO2粉及各種外加劑進(jìn)行球磨后過400目篩；將過濾后的混合漿料加熱后加入石蠟作成型劑，烘干后用液壓機(jī)干壓成型；然后進(jìn)行預(yù)燒排蠟；最后在氫氣爐中進(jìn)行最終燒結(jié)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于該含TiO2衰減瓷具有強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性能好、放氣量低、衰減量大以及燒結(jié)溫度較低、易于焊接等特點(diǎn)，非常適合多注行波管，尤其是大功率多注行波管等微波電真空器件用作吸波材料。文檔編號(hào)C04B35/10GK101717242SQ20091018582公開日2010年6月2日申請日期2009年12月4日優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日發(fā)明者吳華夏,周恩榮,方衛(wèi),李園,肖兵申請人:安徽華東光電技術(shù)研究所