微波烧结技术中的烧结场型研究

本文着重论述微波烧结技术中的烧结场型设计问题,并指出微波场型“构造”方法在设计中的重要作用。同时,几种新的烧结场型,如混合场、模式互补场、同步回输式行波场被具体分析。     

陶瓷材料微波烧结研究

对微波烧结的优点、机理、设备、工艺及发展和展望进行了分析和讨论。     

低温烧结微波介质陶瓷

在制备多层微波元件过程中,为使用Cu、Ni等低熔点导体,必须降低微波介质陶瓷的烧结温度。本文介绍了通过液相烧结降低致密化温度的BaTi4O9、Ba2Ti9O20及(Zr,Sn)TiO4陶瓷,这类材料的烧结温度已降至1 000℃以下;也介绍了掺加(V2O3+CuO)的BiNbO4基陶瓷,其致密化温度已低至880℃左右。文中还列出了陶瓷组成、低熔点氧化物或玻璃的组成及相关材料的微波介电性能。     

脊形波导在微波烧结中的应用

本篇给出一种脊形波导的设计，它的截止频率，阻民电场强度以公式和曲线形式给出一种脊形波导的，一些陶瓷样品在该微波烧结，通过性能对比，可得出该腕可作为一种料理想的微波烧结腔。     

高温结构陶瓷的微波快速烧结研究

研究了多模腔微波烧结系统对低损耗陶瓷材料快速烧结及其显微结构与性能。     

微波场中烧结BaTiO3系半导体陶瓷的研究

采用ＴＥ３１０３单模腔微波炉烧结ＢａＴｉＯ３系半导体陶瓷，对微波与陶瓷材料相互作用机制进行了探讨，分析了ＢａＴｉＯ３陶瓷微波结过程中各损耗随温度的变化规律；同时，分别在体系中引入受主杂质Ｃｒ＾３＋和施主杂质Ｎｂ＾５＋，研究微波场中杂质浓度对钛酸钡陶瓷晶粒生长的影响。     

橡树岭国家试验室（ORNL）进行的高功率微波烧结试验的初步结果

最近,橡树岭国家试验室已开始试验研究适合用于大型陶瓷部件的微波烧结技术。微波烧结能提供下列优点:与常规的烧结技术相比有更快的加热速率、加热更加均匀以及更高的能量转换效率。利用一个28GHz、200kw 连续波功率的回旋管作为加热源。利用一个非调谐的腔体作为辐射器以便消除耦合效率中几何形状的敏感性。     

氧化锌压敏陶瓷的微波烧结工艺研究

微波烧结技术因能改善被烧结材料的微观结构和性能,已经成为材料制备领域里新的研究热点。本文以氧化锌压敏陶瓷为研究对象,以Bi_2O_3含量、升温速率、烧结温度、保温时间为四要素对陶瓷的微波烧结工艺设计了正交实验。研究发现,微波烧结所得样品与传统烧结样品相比,其漏电流和非线性系数均得到了优化。通过对正交实验数据的分析,得出了针对每个性能的最优工艺参数及各要素对各性能影响的主次顺序,最后经综合考虑确定了微波烧结氧化锌压敏陶瓷的最优工艺参数,得到了压敏电位梯度为362. 3 V/mm,非线性系数为50. 24,漏电流密度为1. 55×10~(-6)A/cm~2,密度为5. 603 g/cm~3的氧化锌压敏陶瓷。缩短了烧结时间,优化了陶瓷的性能。     

利用微波烧结方法制备锶铁氧体永磁材料的研究

利用微波烧结工艺制备M型锶铁氧体永磁材料,对微波烧结温度条件进行探索.试验结果表明:微波烧结工艺可以成功地制备M型锶铁氧体永磁材料,并且,微波烧结工艺制备的锶铁氧体的磁性能基本都可以达到日本TDK公司的FB6系列.同时,选择合适的烧结温度有利于提高锶铁氧体的磁性能和视密度.     

微波烧结Ba_(6-3x)Sm_(8+2x)Ti_(18)O_(54)陶瓷材料的初步研究

研究了Ba_(6-3x)Sm_(8+2x)Ti_(18)O_(54)(x=0.67,BST)陶瓷材料的微波烧结情况,从烧结特性、微结构与相组成及微波介电性能等方面对微波烧结的样品与传统工艺制得的样品进行了对比.结果表明, 与传统制备工艺相比,微波烧结BST陶瓷缩短了烧结周期,并促进了样品的致密化,其物相组成和传统烧结的样品没有区别,且晶粒细小分布均匀.微波烧结BST陶瓷可获得较优的微波介电性能:介电常数ε_r=82.89,品质因数与频率之积Qf=8 450 GHz(频率f=4.75 GHz),谐振频率温度系数τ_f=22.58×10~(-6)/℃.     

不同起始原料对BMT微波介质材料烧结及微波介电性能的影响

本工作利用ＢＥＴ，ＳＥＭ，ＴＥＭ等分析测试手段研究了不同起始原料对ＢＭＴ微波介质陶瓷烧结性能及微波介电性能的影响，发现用自制的Ｔａ２Ｏ５·ｘＨ２Ｏ为起始原料合成的ＢＭＴ粉料比用一般Ｔａ２Ｏ５为起始原料合成的ＢＭＴ烧结温度低１００℃左右，而且在同一条件下烧成的样品的体密度和微介电性能也有很大的提高，特别是高得多的Ｑ值。     

微波烧结窑炉在锶铁氧体永磁工业生产中的应用研究

利用自主研发的高温微波窑工程样机,开展了锶铁氧体永磁工业化微波烧结试验,以研究大型微波烧结设备在永磁材料产业中应用的实际效果。介绍了试验采用的微波烧结设备和工艺,并就所烧产品的磁性能以及合格率等方面与传统电热窑炉进行了对比。结果表明,该窑炉能高效、稳定地运行,产品磁性能及一致性完全合格,同时表现出了烧结周期短、产品烧结及磨洗加工合格率都有所提高的特点。本文也指出了微波窑工程样机及此类设备在实际应用过程中有待解决的一些问题。     

覆锇扩散阴极的钡蒸发及膜层衰减

本文介绍了对覆锇阴极在寿命过程中的钡蒸发与膜层退化进行的研究。试验分别在二极管和蒸发测试管两种载体中进行,工作温度为1 000,1 040,1 080,1 120℃。分别测量了阴极的蒸发速率、欠热特性,并对样品进行了扫描电镜表面分析以及能谱(EDS)分析。试验结果表明阴极正常工作温度下,600h后进入10-11 g/cm2s量级。二极管中阴极的功函数呈现出下降趋势。阴极表面形貌显示随着工作时间增长,表面呈现出越来越多的可见孔。EDS分析表明,阴极表面的W-Os比例在已进行寿命试验过程中保持稳定。在1 080℃以下,钡蒸发是阴极寿命衰减的主要因素,并建立基于钡耗尽的蒸发失效模型。     

掺杂BiVO4低温烧结ZMT微波陶瓷的研究

研究了烧结助剂BiVO4对(Zn0.65Mg0.35)TiO3(ZMT)陶瓷结构及介电性能的影响。研究结果表明,添加BiVO4可促进晶粒生长,使ZMT材料在较低温度下烧结成瓷,且获得较好的微波介电性能;但添加量不宜过大,过量后烧结过程中形成的液相过多,不能均匀的分散在晶界处,不利于晶粒的充分生长;最佳的BiVO4的质量分数为1.0%,添加后材料可在930℃烧结,相对介电常数rε=20.87,品质因数与频率之积(Q×f)为26 700 GHz(在频率f为15 GHz下测试的数据),谐振器频率温度系数(τf)约为64×10-6/℃,有望实现与银电极共烧。     

微波烧结ZnO压敏电阻的可行性研究

采用微波烧结工艺制备了ZnO压敏电阻,研究了其致密化过程,运用XRD、SEM、电性能测试等手段,分析了烧结温度对其微观结构和电性能的影响。结果表明:微波烧结工艺不仅可显著提高ZnO压敏电阻的致密化,而且能够改善材料的微观结构和电性能。微波工艺的烧结周期仅是传统工艺的1/10~1/8。微波烧结样品的小电流特性有所提升;其通流量为11.6kA,比商用ZnO压敏电阻(7.75kA)高。     

工业级微波高温烧结窑炉的设计与应用研究

通过将微波高温烧结技术与传统永磁铁氧体材料烧结工艺相结合,设计并研制出大型微波高温烧结辊道窑炉,工业生产实践结果表明：①所研制窑炉在运行过程中微波发射系统长时间工作稳定性好、功率输出大范围内连续可调、烧结温度均匀、操作简易、控制精度与自动化程度高,整体运行效果平稳可靠。②与传统电阻加热烧结工艺相比,微波烧结永磁铁氧体产品的磁性能指标优异,烧结合格率在99％以上,可缩短烧结保温周期40％,产品的尺寸及性能一致性高、磨削加工合格率可提高5％,充分体现了微波烧结技术的显著优势。尤其是在烧结大尺寸规格产品方面,微波烧结工艺更加体现了其“加热均匀、快速高效、一致性好”等显著特点,有效避免了烧结过程中易于出现的产品开裂、变形等严重质量问题,烧结合格率可提高一倍以上。     

微波烧结的“热点”形成机制

电磁场理论计算及粉煤灰空气体系实验证明,微波电场会聚作用是微波烧结过程“热点”的产生原因,微波电场会聚受颗粒接触面法向与电场方向的夹角、电介质材料的介电常数影响显著。颗粒接触面法向与电场夹角增加至90°,电场会聚作用消失。材料介电常数增大,电场会聚作用增强。     

烧结Ni—Zn铁氧体的微波吸收性能

对烧结Ｎｉ－Ｚｎ铁氧体研究发现，磁场导磁率与电介质常数及其之间关系随着微波吸收性能的变化而发生系统性改变。传统陶瓷工艺常将尖晶石（Ｎｉ１－ｘＺｎｘＯ）作成圆型压模，通过对尖晶石点阵中Ｚｎ的含量改变观察磁场导磁率发生的巨大变化。     

覆锇膜阴极表面同步辐射光电子谱研究

为何浸渍阴极表面覆一层高功函数的锇(Os)膜后发射能力可以显著增加?这是一个长期未搞清的重要问题.该文在对阴极进行发射性能测试和扫描电镜分析的基础上,利用同步辐射光电子谱装置,对覆钨(W)膜阴极和覆Os膜阴极表面的元素成分及化学状态进行了全面系统的研究.结果表明,覆Os膜阴极的电子发射能力是覆W膜阴极2.65倍;与覆W膜相比,覆Os膜使阴极表面的钡(Ba)原子和低结合能态的吸附氧(O)原子分别增加了40％和56％.进一步分析认为,Os膜具有易氧化及氧化物易分解的特性,这一特性决定了覆Os膜阴极在激活后可以获得更多的超额钡Ba+(a),并因此具备更高的电子发射能力.