[发明专利]微波用大功率陶瓷输出帽及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于工业微波加热管产生微波加热的金属化陶瓷的输出帽，尤其是一种微波用大功率陶瓷输出帽及其生产方法。

背景技术

目前，微波用大功率陶瓷输出帽上所用的原料主要有三氧化二铝、碳酸钙、氧化硅、高岭土和滑石粉等原料制成，其原料中无氧化锆，使得陶瓷烧结后的韧性较差从而造成生产过程中陶瓷缺瓷，不良率高。

由于其生产方法主要有原料球磨、造粒、等静压压制、车加工、烧结、丝印、金属化等步骤。其中的原料球磨中未对原料进行粉料除铁工艺，造成产品杂质较多，电性能差。压制是采用干压成型工艺，使得陶瓷受力不均匀，容易造成陶瓷体积密度不均匀，两端较高，中间较低，使得陶瓷坯体容易变形、成品率低、生产成本较高。采用镀镍工艺，沉淀速度相对较慢，不仅生产效率低下、生产成本高且不够环保。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种质量好、成品率高、生产成本低的微波用大功率陶瓷输出帽及其生产方法。

按照本发明提供的技术方案，所述微波用大功率陶瓷输出帽，包括中空的输出帽主体，所述的输出帽主体一端呈开口状，另一端为凸出的球形端面；在输出帽主体的球形端面上设有金属层，在金属层的表面设有镍层。

所述金属层的厚度为40～70微米。所述镍层的厚度为8～10微米。

所述微波用大功率陶瓷输出帽的组份比例按重量份数计，包括以下组份：三氧化二铝90～94份、碳酸钙1～2份、氧化硅1～2份、高岭土2～3份、滑石粉1.5～2.5份、氧化锆1～2份、结合剂5～9份、离型剂1～2份、分散剂1～3份、消沫剂1～2份；

所述结合剂为聚乙烯醇；所述离型剂为硬脂酸盐；所述分散剂为聚丙烯酸钠；所述消沫剂为聚酯纤维。

一种微波用大功率陶瓷输出帽的生产方法，其组份比例按重量份数计，包括以下工艺步骤：

(1)原料球磨：将90～94份三氧化二铝、1～2份碳酸钙、1～2份氧化硅、2～3份高岭土、1.5～2.5份滑石粉、1～2份氧化锆、5～9份结合剂、1～2份离型剂、1～3份分散剂和1～2份消沫剂倒入球磨机中，并加入60～70份的去离子水，以30～40转/分钟的转速粉碎10～12小时得到平均粒径为1.5～10微米的糊状浆料；再用喷雾造粒塔对糊状浆料进行干燥得到平均粒径为40～60微米的颗粒状粉；

(2)原料除铁：将步骤(1)得到的颗粒状粉放入除铁装置中进行除铁，除铁后粉体中的铁含量在30～50ppm；

(3)等静压成型：将步骤(2)得到的颗粒状粉投入模具内在等静压机上，以180～200MPa的压力压制成陶瓷管坯；

(4)对陶瓷管坯在车床上进行车加工；

(5)烧结：将经车床工的陶瓷管坯在隧道式高温烧结炉中烧结40～45分钟，烧结温度为1550～1650℃；

(6)丝印：首先制备一次金属化膏，将80～82份钼粉、10～12份锰粉、10～12份氧化铝粉和28～30份的有机结合剂混合得到一次金属化膏；然后将一次金属化膏在丝印机上均匀的印刷于经烧结后的陶瓷管坯一端的表面，一次金属化膏的印刷厚度为40～70微米；

(7)一次金属化处理：将印刷有金属化膏的陶瓷管坯在氢气/氮气混合氛围的隧道窑式烧氢炉内烧结1.5～2.5小时，烧结温度为1400～1450℃，氢气/氮气混合氛围总压力为0.02～0.03MPa，所述氢气与氮气的比例为1∶1；

(8)二次金属化处理：先制备二次金属化膏，将3～9份镍粉和1～3份有机结合剂混合得到二次金属化膏；将二次金属化膏均匀的印刷在经一次金属化处理的陶瓷管坯一端的表面；然后将陶瓷管坯放入炉温为1050～1100℃的隧道窑式烧氢炉内烧结1.5～2.5小时，使二次金属化膏形成8～10微米的镍层，即得到所述的微波用大功率陶瓷输出帽。

步骤(5)中，所述陶瓷管坯的烧结密度为3.7～3.742g/cm³，吸水率为0.01％以下，平均粒径为10～20微米。

所述有机结合剂为80～90份的脂醇松油醇与8～10份的乙基纤维素的混合物。

本发明的优点：

(1)由于本发明的原料中含有氧化锆，使得陶瓷烧结后的韧性增强，避免生产过程中陶瓷缺瓷，提升陶瓷合格率；

(2)采用除铁设备装置，进行除铁工艺，除去原料中铁等杂质，增强陶瓷电性能；

(3)由于成型采用等静压机，等静压工艺制品具有组织结构均匀，密度高，烧结收缩率小，模具成品低，生产效率高；