专利名称：：用于微波电真空器件的含TiO<sub>2</sub>衰减瓷及其制备方法用于微波电真空器件的含Ti02衰减瓷及其制备方法
技术领域：
：本发明属于一种用于微波电真空器件的含Ti02衰减瓷及其制备方法。
背景技术：
：微波管广泛应用于通信、雷达、制导及电子对抗等多领域。在微波电真空器件制造
技术领域：
，微波衰减材料由于可起到展宽频带、抑制振荡和消除非设计模式等作用，因而是微波电真空器件、特别是大功率器件不可缺少的关键材料。因此，作为微波电真空器件的核心工艺技术之一，尤其是大功率微波衰减材料的研究和应用受到了很多国家的高度重视。
发明内容本发明所要解决的技术问题之一在于提供一种用于微波电真空器件的含Ti02衰减瓷。本发明所要解决的技术问题之二在于提供一种用于微波电真空器件的含Ti02衰减瓷的制备方法。本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题之一的一种用于微波电真空器件的含1102衰减瓷，包括的成分及其各自所占的重量百分比为A1203:(6473)%、Ti02:(2736)%，烧结助剂MgO、Si02、CaO、Y203作为外加剂加入，外加剂加入的总量占A1203和Ti02粉料总重量的(24)X，其中含MgO:(O.200.35)%、Si02:(0.40.75)%、CaO:(0.40.9)%、Y203:(1.02.0)%。此外^1203粉纯度>99.5%、Ti02粉纯度》99.8%，其余外加剂的纯度均为分析纯。衰减瓷材料中的MgO、Si02、CaO、Y203等为烧结助剂，具有阻抑晶粒过度增长、提高坯体密度，降低烧结温度、强化烧结，有利于金属化封接等作用。本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题之二的一种用于微波电真空器件的含Ti02衰减瓷的制备方法先将上述组分的未经煅烧的A1203粉、Ti02粉原料分别进行高温煅烧，促使其晶形转变。八1203粉升温至1300°C1350°C，并在此温度下保温12小时；Ti02粉升温至1200°C1250°C，并在此温度下保温12小时。按照配比称量一定量已煅烧好的A1203粉、1102粉及各种外加剂，放入95氧化铝瓷罐内，加无水乙醇和95氧化铝瓷研磨球，按照粉料无水乙醇研磨球=iKg:iooomi:(i.21.8)Kg进行配比、球磨混合3648小时，然后过400目筛；将过滤后的混合浆料加热至(6070rC，然后加入(1316)g石蜡作成型剂，充分搅拌均匀后烘干；模具内加入一定量的烘干后的混合粉料用液压机干压成型；然后进行预烧排蜡，预烧排蜡温度(11801230)°C、保温12小时，预烧排蜡的具体步骤为将压制好的半成品置于刚玉匣钵内厚10mm氧化铝粉上，再覆盖一层厚10mm的氧化铝粉，如此放置两层，然后将刚玉匣钵放入炉膛内，升温至(11801230)t:，保温12小时；最后在氢气炉中进行最终烧结，烧结温度(14501550)。C、保温13小时，氢气流量控制在(0.30.5)L/min，最终烧结的具体步骤为将预烧排蜡后的含Ti02衰减瓷半成品排放于钼舟内刚玉砂上，相互间保持1.Omm，再将钼舟叠加放于钼制吊架上，然后将吊架移入氢气炉内，升温至(14501550)t:，保温13小时，氢气流量控制在(0.30.5)L/min。其中制备过程中使用的95氧化铝瓷研磨球可以选用不同规格的，不同规格95氧化铝瓷研磨球重量比为大球中球小球=i:(i.2i.6):(i.2i.8)。由于95氧化铝瓷研磨球及95氧化铝瓷罐中的氧化铝含量高达95%，且研磨过程中进入材料内的氧化铝的量非常少，所以对材料的组成及含量影响很小，可以忽略不计。球磨混合后的粉体粒度为(47)iim。由于该种含1102衰减瓷几乎不含玻璃相，闭合孔度不超过5%，具有细微的结晶结构，因而具有很高的强度和很小的放气量及良好的热导率。含Ti02衰减瓷是将Ti02分散于A1203介质中，在高温氢气还原气氛下，Ti02会发生缺陷反应，导致晶格失氧，出现氧空位，部分Ti"变为Ti、产生弱束缚电子，这种缺陷反应与温度、氢气流量有关，温度越高、还原气氛越强，越有利于反应的进行。本发明用于微波电真空器件的含1102衰减瓷及其制备方法的优点在于结构致密的含Ti02体衰减瓷具有频带宽、强度高、放气量小、介质损耗和导电率大、焊接性能良好等特点，是一种能有效吸收入射电磁波使其衰减并能获得较高增益的特殊功能材料，可有效地将电磁波转化为热能散发出去，有着良好的应用前景，可广泛运用于多注行波管特别是大功率多注行波管等微波电真空器件。具体实施方式本发明的体积电阻Pv按照GB5594.5_85标准进行检测。本发明的介电常数e按照GB5597-85标准进行检测。本发明的介电损耗正切值tgS按照GB5594.4-85标准进行检测。本发明的体积密度P按照GB2413-81标准进行检测。实施例1:1、含Ti02衰减瓷的混合料制备工序a)先将已煅烧的350gAl203粉、150gTi(^粉及500ml无水乙醇分别加入装有研磨球的95氧化铝瓷罐中，再加入1.6gMg0、2.5gSi02、2.5gCa0、8.58丫203，球磨混合40小时，然后用400目筛过滤。b)将过滤后的混合浆料加热至65t:，然后加入15g石蜡，充分搅拌均匀后烘干。2、含Ti02衰减瓷的压制成型、预烧排蜡工序a)往模具内加入一定量的混合粉料用液压机干压成型。b)将压制好的半成品置于刚玉匣钵内厚10mm的氧化铝粉上，再覆盖一层厚10mm的氧化铝粉，如此放置两层；然后将刚玉匣钵放入炉膛内，升温至120(TC，保温1.5小时。3、含Ti02衰减瓷的最终烧结工序将排蜡后的含Ti02衰减瓷半成品排放于钼舟内刚玉砂上，相互间保持lmm，再将钼舟叠加放于钼制吊架上，然后将吊架移入氢气炉内，升温至1500°C，保温1.5h，氢气流量0.4!Vmin。实施例2:1、含Ti02衰减瓷的混合料制备工序a)先将已煅烧的320gAl203粉、180gTi(^粉及500ml无水乙醇分别加入装有研磨球的95氧化铝瓷罐中，再加入1.OgMgO、2.OgSi02、2.0gCa0、5.08￥203，球磨混合36小时，然后用400目筛过滤。b)将过滤后的混合浆料加热至6(TC，然后加入13g石蜡，充分搅拌均匀后烘干。2、含Ti02衰减瓷的压制成型、预烧排蜡工序a)往模具内加入一定量的混合粉料用液压机干压成型。b)将压制好的半成品置于刚玉匣钵内厚10mm的氧化铝粉上，再覆盖一层厚10mm的氧化铝粉，如此放置两层；然后将刚玉匣钵放入炉膛内，升温至118(TC，保温2小时。3、含Ti02衰减瓷的最终烧结工序将排蜡后的含Ti02衰减瓷半成品排放于钼舟内刚玉砂上，相互间保持lmm，再将钼舟叠加放于钼制吊架上，然后将吊架移入氢气炉内，升温至145(TC，保温3小时，氢气流量0.3!Vmin。实施例3:1、含Ti02衰减瓷的混合料制备工序a)先将已煅烧的365gAl203粉、135gTi(^粉及500ml无水乙醇分别加入装有研磨球的95氧化铝瓷罐中，再加入1.75gMg0、3.75gSi02、4.5gCa0、10.08丫203，球磨混合48小时，然后用400目筛过滤。b)将过滤后的混合浆料加热至7(TC，然后加入16g石蜡，充分搅拌均匀后烘干。2、含Ti02衰减瓷的压制成型、预烧排蜡工序a)往模具内加入一定量的混合粉料用液压机干压成型。b)将压制好的半成品置于刚玉匣钵内厚10mm的氧化铝粉上，再覆盖一层厚10mm的氧化铝粉，如此放置两层；然后将刚玉匣钵放入炉膛内，升温至123(TC，保温1小时。3、含Ti02衰减瓷的最终烧结工序将排蜡后的含1102衰减瓷半成品排放于钼舟内刚玉砂上，相互间保持1.0咖，再将钼舟叠加放于钼制吊架上，然后将吊架移入氢气炉内，升温至155(TC，保温1小时，氢气流量0.5!Vmin。实施例4:1、含Ti02衰减瓷的混合料制备工序a)先将已煅烧的335gAl203粉、165gTi(^粉及500ml无水乙醇分别加入装有研磨球的95氧化铝瓷罐中，再加入1.5gMg0、3.OgSi02、3.0gCa0、9.08￥203，球磨混合42小时，然后用400目筛过滤。b)将过滤后的混合浆料加热至68t:，然后加入14.5g石蜡，充分搅拌均匀后烘干。2、含Ti02衰减瓷的压制成型、预烧排蜡工序a)往模具内加入一定量的混合粉料用液压机干压成型。b)将压制好的半成品置于刚玉匣钵内厚10mm的氧化铝粉上，再覆盖一层厚10mm的氧化铝粉，如此放置两层；然后将刚玉匣钵放入炉膛内，升温至121(TC，保温1.3小时。3、含Ti02衰减瓷的最终烧结工序将排蜡后的含Ti02衰减瓷半成品排放于钼舟内刚玉砂上，相互间保持1.Omm，再将钼舟叠加放于钼制吊架上，然后将吊架移入氢气炉内，升温至1530°C，保温2h，氢气流量0.45!Vmin。上述实施例1-4所制备的含Ti02衰减瓷的技术指标如表1所示表1实施例1-4所制备的含Ti02衰减瓷的技术指标<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>权利要求一种用于微波电真空器件的含TiO2衰减瓷，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)％；烧结助剂MgO、SiO2、CaO、Y2O3作为外加剂加入，外加剂加入的总量占Al2O3和TiO2粉料总重量的(2～4)％，其中各外加剂占Al2O3和TiO2粉料总重量的百分比分别为MgO(0.20～0.35)％、SiO2(0.4～0.75)％、CaO(0.4～0.9)％、Y2O3(1.0～2.0)％。2.如权利要求1所述的用于微波电真空器件的含1102衰减瓷，其特征在于所述八1203粉纯度^99.5%、Ti02粉纯度^99.8%，其余外加剂的纯度为分析纯。3.如权利要求1所述的用于微波电真空器件的含Ti02衰减瓷，其特征在于各组分的重量分别为350gAl203、150gTi02、l.6gMgO、2.5gSi02、2.5gCa0、8.5gY203。4.一种如权利要求1所述的用于微波电真空器件的含1102衰减瓷的制备方法，其特征在于包括下述步骤先将未经煅烧的A1203粉、Ti02粉原料分别进行高温煅烧，促使其晶形转变，A1203粉升温至1300°C1350。C，并在此温度下保温12小时，Ti02粉升温至1200°C1250。C，并在此温度下保温12小时；按照配比称量一定量已煅烧好的A1203粉、Ti02粉及各种外加剂，放入95氧化铝瓷罐内，加无水乙醇和95氧化铝瓷研磨球，按照粉料无水乙醇研磨球=iKg:iooomi:(i.21.8)Kg进行配比、球磨混合3648小时，然后过400目筛；将过滤后的混合浆料加热至(6070rC，然后加入(1316)g石蜡作成型剂，充分搅拌均匀后烘干；模具内加入一定量的烘干后的混合粉料用液压机干压成型；然后进行预烧排蜡，预烧排蜡温度(11801230)t:、保温12小时；最后在氢气炉中进行最终烧结，烧结温度(14501550)t:、保温13小时，氢气流量控制在(0.30.5)L/min。5.如权利要求4所述的用于微波电真空器件的含Ti02衰减瓷的制备方法，其特征在于所述预烧排蜡的具体步骤为将用液压机干压成型好的半成品置于刚玉匣钵内厚10mm氧化铝粉上，再覆盖一层厚10mm的氧化铝粉，如此放置两层，然后将刚玉匣钵放入炉膛内，升温至(11801230)t:，保温12小时。6.如权利要求4所述的用于微波电真空器件的含Ti02衰减瓷的制备方法，其特征在于所述最终烧结的具体步骤为将预烧排蜡后的含1102衰减瓷半成品排放于钼舟内刚玉砂上，相互间保持1.Omm，再将钼舟叠加放于钼制吊架上，然后将吊架移入氢气炉内，升温至(14501550)t:，保温13小时，氢气流量控制在(0.30.5)L/min。7.如权利要求4至6任一项所述的用于微波电真空器件的含Ti02衰减瓷的制备方法，其特征在于所述A1203粉、1102粉及各种外加剂在95氧化铝瓷罐内经95氧化铝瓷研磨球球磨混合后的粉体粒度为(47)i！m。8.如权利要求4所述的用于微波电真空器件的含Ti02衰减瓷的制备方法，其特征在于先将已煅烧的350gAl203粉、150gTi(^粉及500ml无水乙醇分别加入装有研磨球的95氧化铝瓷罐中，再加入1.6gMg0、2.5gSi02、2.5gCa0、8.58^03，球磨混合40小时，然后用400目筛过滤；将过滤后的混合浆料加热至65t:，然后加入15g石蜡，充分搅拌均匀后烘干；往模具内加入一定量的混合粉料用液压机干压成型；将压制好的半成品置于刚玉匣钵内厚约10mm的氧化铝粉上，再覆盖一层厚约10mm的氧化铝粉，如此放置两层；然后将刚玉匣钵放入炉膛内，升温至120(TC，保温1.5小时；将排蜡后的含Ti02衰减瓷半成品排放于钼舟内刚玉砂上，相互间保持约1.Omm，再将钼舟叠加放于钼制吊架上，然后将吊架移入氢气炉内，升温至1500°C，保温1.5h，氢气流量0.4!Vmin。全文摘要本发明公开了一种用于微波电真空器件的含TiO2衰减瓷及其制备方法，其中含TiO2衰减瓷含Al2O364～73％；TiO2(27～36)％；烧结助剂MgO、SiO2、CaO、Y2O3的总量占Al2O3和TiO2粉料总重量的(2～4)％。先将原料高温煅烧，再按照配比称量已煅烧好的Al2O3粉、TiO2粉及各种外加剂进行球磨后过400目筛；将过滤后的混合浆料加热后加入石蜡作成型剂，烘干后用液压机干压成型；然后进行预烧排蜡；最后在氢气炉中进行最终烧结。本发明的优点在于该含TiO2衰减瓷具有强度高、导热性能好、放气量低、衰减量大以及烧结温度较低、易于焊接等特点，非常适合多注行波管，尤其是大功率多注行波管等微波电真空器件用作吸波材料。文档编号C04B35/10GK101717242SQ20091018582公开日2010年6月2日申请日期2009年12月4日优先权日2009年12月4日发明者吴华夏,周恩荣,方卫,李园,肖兵申请人:安徽华东光电技术研究所