專(zhuān)利名稱(chēng)：一種微波燒結(jié)旋磁鐵氧體材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁性材料的制造設(shè)備與方法，具體地說(shuō)，涉及一種利用微波能來(lái)燒結(jié)旋磁鐵氧體材料的設(shè)備及其燒結(jié)方法。
背景技術(shù)：
旋磁鐵氧體又稱(chēng)微波鐵氧體，微波鐵氧體器件在現(xiàn)代通信、雷達(dá)、電子對(duì)抗及測(cè)量?jī)x器等電子設(shè)備中是不可缺少的組成部分，起著其他元器件不可替代的作用。旋磁鐵氧體材料主要包括石榴石型、尖晶石型和六角晶系(磁鉛石型)多晶和單晶鐵氧體材料。微波鐵氧體器件對(duì)材料的主要要求為鐵磁共振線寬ΔH小、具有所需求的飽和磁化強(qiáng)度Ms、微波介電損耗tgδe小、居里溫度高、Ms的溫度系數(shù)低、高功率臨界場(chǎng)hc高即自旋線寬ΔHk高等。提高鐵氧體的密度是降低ΔH的有效措施之一，晶粒細(xì)化是提高ΔHk的主要途徑，在富氧氣氣氛中燒結(jié)可以有效降低微波介電損耗tgδ。而目前國(guó)內(nèi)外旋磁材料的燒結(jié)方法主要為常規(guī)加熱燒結(jié)方法，受加熱設(shè)備的影響，不易實(shí)現(xiàn)高溫富氧氣氣氛燒結(jié)，且燒結(jié)周期長(zhǎng)，材料內(nèi)部晶粒易異常長(zhǎng)大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)加熱技術(shù)存在的不足，提供一種快速、高效、節(jié)能，易于實(shí)現(xiàn)富氧或純氧燒結(jié)，易于得到優(yōu)質(zhì)燒成材料，同時(shí)又易于實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)的微波燒結(jié)旋磁鐵氧體材料的方法。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，所述微波燒結(jié)旋磁鐵氧體材料的方法是將旋磁鐵氧體坯料置于微波燒結(jié)設(shè)備之中利用微波能進(jìn)行燒結(jié)，所述微波燒結(jié)設(shè)備為網(wǎng)帶式微波爐/窯、推板式微波爐/窯、輥道式微波爐/窯、梭式微波爐/窯、箱式微波爐/窯及鐘罩式微波爐/窯中的一種。微波頻率在300MHz-300GHz范圍內(nèi)，氣氛為富氧氣氛，也可以是純氧氣氛或空氣。所述富氧氣氛為氧氣含量大于21％的氣體。溫度由微波功率大小的調(diào)節(jié)來(lái)控制，由室溫逐漸升溫到最高為2000℃，保溫時(shí)間0～200分鐘，優(yōu)選保溫時(shí)間為20～60分鐘。然后控制冷卻或隨爐冷卻即成。
本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明是利用微波的加熱方式來(lái)燒結(jié)旋磁鐵氧體材料。它不同于傳統(tǒng)燃?xì)饣螂姞t的傳導(dǎo)、輻射或?qū)α鞯募訜岱绞?，后者由外部的熱源傳?dǎo)或輻射到物體上，再由物體表面?zhèn)鲗?dǎo)到物體內(nèi)部，速度慢且能量利用效率不高，物體內(nèi)外溫度均勻性差，易造成材料內(nèi)部成分偏析、晶粒長(zhǎng)大和不均勻。而采用微波加熱方式，微波裝置或設(shè)備將電能轉(zhuǎn)化為微波能，微波可以直接穿透物體與物質(zhì)直接耦合，高頻振蕩的電磁場(chǎng)使物質(zhì)內(nèi)部的極性分子相互摩擦，將微波能再轉(zhuǎn)化為物體的熱能。將物體整體加熱，內(nèi)外溫差小，可快速升溫。微波加熱過(guò)程中還伴隨著“非熱”效應(yīng)，可以降低反應(yīng)溫度，促進(jìn)物體內(nèi)部晶粒致密化。另外，微波加熱只是在材料內(nèi)部產(chǎn)生能量轉(zhuǎn)換，將微波能轉(zhuǎn)化為熱能，沒(méi)有電阻絲、硅碳棒、硅鉬棒等的加熱元件，較易實(shí)現(xiàn)多種燒結(jié)氣氛的要求?？梢垣@得更好的燒結(jié)效果，由于燒結(jié)坯體內(nèi)應(yīng)力小，既使快速燒結(jié)也不會(huì)導(dǎo)致坯體開(kāi)裂，且燒成的材料具有較佳的性能，從而使得坯體燒結(jié)合格率提高。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)效益可觀。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1，取配方為{Y3-xGdx}[Fe1.8In0.2](Fe3-zAlz)O12的石榴石型旋磁鐵氧體材料500g置于鐘罩式微波爐中。微波頻率為2.45GHz，爐內(nèi)充95％的氧氣氣氛。材料燒結(jié)的升溫速度為每分鐘8℃，保溫溫度為1500℃，保溫40分鐘，然后隨爐冷卻，整個(gè)燒結(jié)周期不超過(guò)7小時(shí)，能耗不超過(guò)15kW.h。檢測(cè)結(jié)果表明，材料平均晶粒尺寸低于4μm，其它性能參數(shù)如表1所示。
表1介電損耗特性表 實(shí)施例2，取配方為L(zhǎng)iFe1/2(1-x+y)MgxTiAlzFe(2-2y-z)O4的旋磁鐵氧體材料800g置于鐘罩式微波爐中，微波頻率2.45GHz，99.5％的氧氣氣氛，升溫速度10℃/分，溫度950℃，保溫40分鐘，控制降溫冷卻，降溫速度為5℃/分，燒結(jié)周期≤6小時(shí)，能耗≤11kW.h。檢測(cè)結(jié)果表明，材料平均晶粒尺寸＜3μm，其它性能參數(shù)見(jiàn)表2。
表2介電損耗特性表
權(quán)利要求
1.一種微波燒結(jié)旋磁鐵氧體材料的方法，該方法是將旋磁鐵氧體坯料置入微波燒結(jié)設(shè)備之中利用微波能進(jìn)行燒結(jié)，微波頻率在300MHz-300GHz范圍內(nèi)，氣氛為富氧氣氛，由室溫逐漸升溫到最高為2000℃，保溫時(shí)間0～200分鐘，然后控制降溫至冷卻或隨爐冷卻即成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波燒結(jié)旋磁鐵氧體材料的方法，其特征在于，所述微波燒結(jié)設(shè)備為網(wǎng)帶式微波爐/窯、推板式微波爐/窯、輥道式微波爐/窯、梭式微波爐/窯、箱式微波爐/窯及鐘罩式微波爐/窯中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波燒結(jié)旋磁鐵氧體材料的方法，其特征在于，所述富氧氣氛為氧氣含量大于21％的氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波燒結(jié)旋磁鐵氧體材料的方法，其特征在于，所述保溫時(shí)間優(yōu)選為20～60分鐘。
全文摘要
本發(fā)明介紹了一種微波燒結(jié)旋磁鐵氧體材料的方法，將旋磁鐵氧體坯料置入微波爐內(nèi)利用微波能進(jìn)行燒結(jié)，微波頻率300MHz－300GHz，富氧氣氛，溫度由室溫逐漸升高到最高為2000℃，保溫0－200分鐘，然后控制降溫或隨爐冷卻即成。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短，具有升溫速度快、加熱時(shí)間短、高效節(jié)能的特點(diǎn)，燒成材料具有較佳性能，經(jīng)濟(jì)效益可觀。
文檔編號(hào)C04B35/26GK1793050SQ200510032439
公開(kāi)日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2005年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月25日
發(fā)明者彭虎, 李俊 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙隆泰科技有限公司