專利名稱：用于焙燒鐵氧體制品的模架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于焙燒鐵氧體制品的模架。本發(fā)明尤其是涉及一種能使焙燒的鐵氧體制品(如偏轉(zhuǎn)軛鐵)有較高的尺寸精度的模架。
鐵氧體制成的電子元件如偏轉(zhuǎn)軛鐵等通常要進(jìn)行焙燒處理，將被焙燒的偏轉(zhuǎn)軛鐵1(如

圖1(c)所示)插入模架2(如圖1(b)所示)的孔3中，然后如圖1(a)所示將許多這樣的模架正常堆疊起來并將該堆疊物放入焙燒爐，或者將偏轉(zhuǎn)軛鐵1插入在每一軛鐵1和每一孔3之間放一墊圈4的模架2(如圖2(a)所示)的許多孔3中，然后如圖2(b)所示將許多這樣的模架堆疊起來并將該堆疊物放入焙燒爐。上述所用的模架2和墊圈4通常分別由富鋁紅柱石和氧化鋁制成。
富鋁紅柱石制成的模架和氧化鋁制成的墊圈已被發(fā)現(xiàn)有如下的缺點(diǎn)。
(1)焙燒的偏轉(zhuǎn)軛鐵由含MnO、ZnO和作為主要成分的Fe2O3的鐵氧體制成。在鐵氧體中的MnO和ZnO成分與模架中的富鋁紅柱石(Al2O3-SiO2)中的Al2O3反應(yīng)生成尖晶石相。尖晶石相的生成導(dǎo)致了體積膨脹從而產(chǎn)生尺寸誤差。
而且，富鋁紅柱石制成的模架多孔，它與焙燒的偏轉(zhuǎn)軛鐵中的某些成分發(fā)生進(jìn)一步的反應(yīng)且易于產(chǎn)生一層玻璃質(zhì)；結(jié)果焙燒后的偏轉(zhuǎn)軛鐵在內(nèi)徑有尺寸變化(尺寸誤差)等，且沒有足夠的圓度。
(2)當(dāng)采用氧化鋁制成的墊圈時(shí)，它與焙燒的偏轉(zhuǎn)軛鐵中的某些成分反應(yīng)，形成一種尖晶石相；結(jié)果偏轉(zhuǎn)軛鐵在焙燒后由于膨脹有更大的尺寸，在內(nèi)外表面有應(yīng)變，且偏轉(zhuǎn)軛鐵沒有足夠的粗糙度。此外，當(dāng)采用氧化鋁制成的與模架的凹痕相配合的墊圈時(shí)，墊圈的尺寸膨脹可能導(dǎo)致模架的破壞。
而且，因?yàn)樯鲜龇磻?yīng)發(fā)生在模架和焙燒的物品之間或墊圈和焙燒的物品之間的界面上，焙燒的物品在界面處發(fā)生成分變化，導(dǎo)致物品在焙燒后性質(zhì)(如強(qiáng)度)變差。
針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本發(fā)明打算提供一種在焙燒如偏轉(zhuǎn)軛鐵諸如此類的物品時(shí)采用的模架，該模架與物品不發(fā)生反應(yīng)從而不引起物品的尺寸變化。
本發(fā)明提供一種在焙燒鐵氧體制品時(shí)采用的模架，該模架包含作為主要成分的MgO·Al2O3尖晶石。
在本發(fā)明的模架中，全部MgO和全部Al2O3的克分子比最好是25∶75到75∶25，且MgO·Al2O3尖晶石的含量按重量計(jì)算最好占50％或更多。
此外，在本發(fā)明的模架中，RO，它是從包括ZnO，CuO，MnO，NiO，CaO，SrO，BaO，PbO和CdO的組中選擇的至少一種氧化物，可以含有占全部MgO和全部Al2O3的和的每100 mole％中的0到25 mole％的量。
在本發(fā)明中，模架的“全部MgO和全部Al2O3的克分子比”指的是(1)在MgO·Al2O3尖晶石(MgAl2O4)中的MgO和沒有反應(yīng)的MgO(如果存在)的全部摩爾數(shù)和(2)在Mgo·Al2O3尖晶石中的Al2O3和沒有反應(yīng)的Al2O3(如果存在)的全部摩爾數(shù)的比值。
在本發(fā)明中，模架的“全部MgO和全部Al2O3的和的100 mole％”指的是MgO·Al2O3尖晶石中的MgO，MgO·Al2O3尖晶石中的Al2O3，沒有反應(yīng)的MgO和沒有反應(yīng)的Al2O3的全部摩爾數(shù)表示成100 mole％。
在本發(fā)明中，被焙燒的物品最好是偏轉(zhuǎn)軛鐵。
如上所述，本發(fā)明的模架用于焙燒鐵氧體制品，該模架包含MgO·Al2O3尖晶石作為主要成分且最好按重量計(jì)算占50％或更多。
由上述尖晶石組成的本發(fā)明的模架，當(dāng)用于焙燒鐵氧體制成的物品如偏轉(zhuǎn)軛鐵或類似物時(shí)，不與物品反應(yīng)從而不會(huì)導(dǎo)致物品的變形。
圖1(a)(b)(c)顯示的是本發(fā)明的模架的一個(gè)實(shí)施例和一個(gè)焙燒的偏轉(zhuǎn)軛鐵。圖1(a)顯示的是每一模架上放有一偏轉(zhuǎn)軛鐵的許多模架堆疊狀態(tài)的剖面圖；圖1(b)是本發(fā)明模架的實(shí)施例的透視圖，它是一個(gè)穿孔的燒箱。圖1(c)是一個(gè)偏轉(zhuǎn)軛鐵的透視圖。
圖2(a)(b)顯示了本發(fā)明的模架的另一實(shí)施例。圖2(a)是本發(fā)明模架的一實(shí)施例的透視圖，其中該模架有許多孔；圖2(b)顯示的是每一模架上放有許多偏轉(zhuǎn)軛鐵的許多模架堆疊狀態(tài)的剖面圖。
圖3是顯示偏轉(zhuǎn)軛鐵的圓度的測量方法的圖。
本發(fā)明將在下文中詳細(xì)描述。
本發(fā)明的模架用于焙燒被焙燒的物品，通常包含一個(gè)穿孔的燒箱(叫作罐式燒箱)和一個(gè)沿著該穿孔燒箱的孔設(shè)置用來支撐焙燒的物品的墊圈。
在本發(fā)明的模架中，MgO·Al2O3尖晶石為主要成分。尖晶石有著MgAl2O4的晶體結(jié)構(gòu)且不與鐵氧體物品(如偏轉(zhuǎn)軛鐵)中的MnO或ZnO發(fā)生反應(yīng)，不形成玻璃質(zhì)相或不導(dǎo)致鐵氧體的膨脹。也就是說，有著MgAl2O4晶體結(jié)構(gòu)的尖晶石不僅僅是MgO和Al2O3的混合物，因此不與MnO或ZnO發(fā)生反應(yīng)。
包含MgO·Al2O3尖晶石作為主要成分的本發(fā)明的模架可通過在氧化性氣氛中在1250℃或更高，最好1400℃或更高溫度下保持一給定的時(shí)間長度來加熱原材料(MgO和Al2O3，或MgO·Al3O3尖晶石，或它們適當(dāng)?shù)幕旌衔?而制成。
在上述加熱過程中，依靠加熱溫度和加熱時(shí)間，原材料不能完全轉(zhuǎn)化成尖晶石的MgAl2O4晶體結(jié)構(gòu)。然而，在模架的制造過程中希望含有按重量計(jì)算占50％或更高的量，最好是按重量計(jì)算占75％或更高的量的尖晶石，因?yàn)檫@樣的模架與在模架上焙燒的物品有非常低的反應(yīng)性。
在本發(fā)明的模架中，全部MgO和全部Al2O3的克分子比最好是25∶75到75∶25。當(dāng)MgO的量大于相對于Al2O3的合適的摩爾數(shù)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一種由MgAlO4晶體和過多的MgO組成的組合物和一種由MgAl2O4晶體、沒有反應(yīng)的MgO和沒有反應(yīng)的Al2O3組成的組合物。當(dāng)Al2O3的量大于相對于MgO的合適的摩爾數(shù)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一種由MgAl2O4晶體和過多的Al2O3組成的組合物和一種由MgAl2O4晶體、沒有反應(yīng)的MgO和沒有反應(yīng)的Al2O3組成的組合物。
當(dāng)模架中的全部MgO小于25 mole％時(shí)，模架中的全部Al2O3大于75 mole％；結(jié)果是在模架中的Al2O3和焙燒的鐵氧體物品中的MnO或ZnO發(fā)生反應(yīng)，從而上述的尺寸誤差更大。同樣，當(dāng)模架中的MgO總量大于75 mole％時(shí)，相應(yīng)的模架的熱膨脹(％)高于規(guī)定值，容易導(dǎo)致剝落而破壞。本發(fā)明的模架的MgO和Al2O3的克分子比最好是40∶60到60∶40。
在本發(fā)明的模架中，RO，它是從包括ZnO，CuO，MnO，NiO，CaO，SrO，BaO，PbO和CdO的組中選擇的至少一種氧化物，可以含有占全部MgO和全部Al2O3的和的每100 mole％中的0到25 mole％的量。
由于上述RO在本發(fā)明的模架中的存在，在模架上焙燒的鐵氧體物品的性能根據(jù)鐵氧體物品的成分而得到提高。然而，RO的含量不建議大于25 mole％，因?yàn)楸簾蔫F氧體物品可能由于鐵氧體物品的成分而性能(如強(qiáng)度)惡化。
本發(fā)明的模架用于焙燒鐵氧體制成的產(chǎn)品或部件(如偏轉(zhuǎn)軛鐵)。偏轉(zhuǎn)軛鐵由包含MnO，ZnO和作為主要成分的Fe2O3的鐵氧體組成。為了達(dá)到預(yù)定的性能軛鐵必須有一個(gè)最小尺寸誤差。本發(fā)明的模架由如前所述的MgO·Al2O3尖晶石組成；因此，當(dāng)偏轉(zhuǎn)軛鐵在本發(fā)明的模架中焙燒時(shí)，在模架和組成偏轉(zhuǎn)軛鐵的鐵氧體中包含的MnO和ZnO之間不發(fā)生反應(yīng)，從而既沒有玻璃質(zhì)相的產(chǎn)生，也沒有鐵氧體的膨脹，焙燒的物品也就沒有變形。
下面將通過實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明并不僅限于這些實(shí)施例。
(測試方法)制成的模架和在模架上焙燒的物品測試如下。
1.反應(yīng)性制成的環(huán)狀模架被切成5mm×5mm×50mm的試樣。將該試樣埋入鐵氧體粉中，然后在1350℃、保持5小時(shí)的熱負(fù)荷下通過處理爐十次。然后測量試樣在通過處理爐前后的尺寸變化(％)。
2.圓度變化制成的環(huán)狀模架在內(nèi)表面涂敷一層鐵氧體漿，然后在1350℃、保持5小時(shí)的熱負(fù)荷下通過處理爐十次。然后測量模架在通過處理爐前后的內(nèi)表面的圓度變化(mm)。
3.圓度的測量如圖3所示，環(huán)狀模架的內(nèi)徑采用游標(biāo)卡尺在A、B、C三點(diǎn)進(jìn)行測量。最大直徑和最小直徑之間的差值作為模架的內(nèi)表面的圓度。
4.抗剝落力切割準(zhǔn)備如1.反應(yīng)性中采用的同樣的試樣。重復(fù)進(jìn)行將該試樣從1000℃的狀態(tài)取出到室溫狀態(tài)的操作十次。試樣的抗剝落力通過試樣在該操作前后的強(qiáng)度差值在如下的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上來評定。
◎優(yōu)秀○良好△稍差×差5.強(qiáng)度60mm×6mm×6mm的鐵氧體試樣在制成的環(huán)狀模架上焙燒，在1350℃下保持1小時(shí)，然后測量該鐵氧體試樣的三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度。
6.尖晶石數(shù)量采用CuKαX射線衍射測定術(shù)。氧化鋁43.35°，MgO 43.05°和尖晶石36.85°的值分別作為A、B和C。采用包含成比例的單獨(dú)礦物的混合粉末來作出一條標(biāo)定曲線。就這樣可測量出尖晶石的數(shù)量。
(例1-7和對照例1-4)每一種平均顆粒直徑均為6μm的原材料尖晶石粉、原材料氧化鋁粉和原材料氧化鎂粉稱重以得到如表1或2所示的克分子比，然后混合。該混合粉末與按重量計(jì)算占0.3％的作為粘結(jié)劑的聚乙烯醇(PVA)混合。最終的混合物采用噴霧干燥器來顆粒化。
該粒狀粉末填充在一個(gè)外徑＝100mm，內(nèi)徑＝70mm的模具里從而可得到5mm的厚度，然后采用油壓機(jī)在500kg/cm2的壓力下模壓。該模壓產(chǎn)品在100℃保持8小時(shí)干燥，然后在電爐中以如表1所示的溫度焙燒而制成一環(huán)狀模架試樣。測量該環(huán)狀模架試樣的反應(yīng)性、圓度和抗剝落力。結(jié)果如表1和2所示。
表1
<p>表2<
<p>(例8-12和對照例5-9)采用的原材料如下。
(1)原材料氧化鋁電熔化的氧化鋁(通過1mm的過濾篩)30wt.％電熔化的氧化鋁(通過#325過濾篩) 40wt.％煅燒的氧化鋁 30wt.％(2)原材料尖晶石電熔化的尖晶石(1-0.5mm)30wt.％電熔化的尖晶石(通過0.5m的過濾篩) 20wt.％電熔化的尖晶石(通過#325過濾篩) 50wt.％(3)原材料氧化鎂電熔化的氧化鎂(通過0.5mm的過濾篩) 60wt.％電熔化的氧化鎂(通過#325過濾篩) 40Wt.％(4)原材料富鋁紅柱石燒結(jié)的富鋁紅柱石(1-0.5mm) 30wt.％燒結(jié)的富鋁紅柱石(通過O.5mm的過濾篩)30wt.％粘土 20wt.％煅燒的氧化鋁 20wt.％每種原材料的上述組分以上述比例充分地干拌混合從而制備每種原材料的粉末。每種粉末被稱重以得到表3所示的克分子比。此外加入按重量計(jì)算占0.3％的作為粘結(jié)劑的PVA。該混合物采用雙軸式輪碾機(jī)捏制而制備成模架體。
該模架體如例1中的方式一樣被模壓、干燥和焙燒而制成環(huán)狀模架試樣。然后測量該模架試樣的反應(yīng)性、圓度和抗剝落力。結(jié)果如表3所示。
表3
<p>(例13-25和對照例10-11)在例1-7中得到的一鐘混合粉末中加入氧化物、碳酸鹽或硫酸鹽的形式的RO(ZnO，MnO，NiO，CaO，SrO，BaO，PbO和CdO中的任何一種)如表4或5所示的量(根據(jù)氧化物)。該混合物被干拌混合而制得模架體。
該模架體如例1中的方式一樣被模壓、干燥和焙燒而制成環(huán)狀模架試樣。然后測量該模架試樣的反應(yīng)性、圓度和抗剝落力。測量在該模架試樣上焙燒的各種鐵氧體的三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度。結(jié)果如表4和5所示。
在表4和5中，鐵氧體A、B、C和D如下所指。
A在整個(gè)上述三種成分的基礎(chǔ)上，F(xiàn)e2O3為50 mole％、MnO為30 mole％、ZnO為20 mole％和NiO為3 mole％。
B在整個(gè)上述三種成分的基礎(chǔ)上，F(xiàn)e2O3為50 mole％、MnO為25 mole％、ZnO為25 mole％和CaO為3 mole％。
C在整個(gè)上述三種成分的基礎(chǔ)上，F(xiàn)e2O3為50 mole％、MnO為20 mole％、ZnO為30 mole％和SrO為3 mole％。
D在整個(gè)上述三種成分的基礎(chǔ)上，F(xiàn)e2O3為50 mole％、MnO為25 mole％、ZnO為25 mole％和BaO為3 mole％。
表4
*鐵氧體A、B、c或D的強(qiáng)度是根據(jù)測試方法5將鐵氧體A、B、C或D在1600℃且在如例1中同樣MgO∶Al2O3比例的環(huán)狀試樣上焙燒時(shí)的強(qiáng)度看作100來決定的。
表5
從上述結(jié)果可以明顯看出，包含MgO·Al2O3尖晶石作為主要成分的本發(fā)明的模架與鐵氧體有非常低的反應(yīng)性，圓度變化很小，且抗剝落力很好。此外，采用包含特定量范圍的RO的本發(fā)明的模架來焙燒的鐵氧體與采用不包含RO的模架所得到的鐵氧體有至少相等的強(qiáng)度。
如上所述，本發(fā)明的模架不與要焙燒的物品(如偏轉(zhuǎn)軛鐵)反應(yīng)，不會(huì)導(dǎo)致物品的尺寸變化且有顯著的優(yōu)良效果。
權(quán)利要求
1.一種用于焙燒鐵氧體制成的元件的模架，其特征在于該模架包含MgO·Al2O3尖晶石作為主要成分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模架，其特征在于模架中全部MgO和全部Al2O3的克分子比是25∶75到75∶25。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模架，其特征在于MgO·Al2O3尖晶石的含量按重量計(jì)算占50％或更多。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的模架，其特征在于RO，它是從包括ZnO，CuO，MnO，NiO，CaO，SrO，BaO，PbO和CdO的組中選擇的至少一種氧化物，可以含有占模架中全部MgO和全部Al2O3的和的每100 mole％中的0到25 mole％的量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)所述的模架，其特征在于鐵氧體制成的元件是偏轉(zhuǎn)軛鐵。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于焙燒鐵氧體制成的元件(如偏轉(zhuǎn)軛鐵)的模架。該模架包含MgO·Al
文檔編號C04B35/10GK1261064SQ9812694
公開日2000年7月26日 申請日期1998年12月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月24日
發(fā)明者二本松浩明 申請人:日本礙子株式會(huì)社, Ngk.阿德列克株式會(huì)社