[发明专利]一种微波‑常规烧结结构陶瓷的方法

权利要求书

1.一种微波-常规烧结结构陶瓷的方法，其特征在于具体过程为：

(1)介电性能突变数值确定：采用现有电磁仿真技术设备对准备制备试样的Y-TZP和ZTA材料进行电磁场模拟仿真分析，确定分析过程中试样的位置和大小，并根据电磁场仿真结果以及材料的性质、大小和形状采用美国ANSYS公司的Ephysics软件进行温度场随介电性能变化的模拟分析，得到微波烧结Y-TZP和ZTA材料时烧结腔内的温度场的分布规律，描述出在材料介电性能变化条件下试样内的温度场分布曲线或表格，确定微波烧结陶瓷材料时烧结腔内的试样上的温度随材料介电性能突变的数据；

(2)试样制备：采用等静压成型方法成型出致密度和密度分布均匀的Y-TZP和ZTA试样，其中ZTA的组成为80wt％Al₂O₃+20wt％ZrO₂，Al₂O₃、ZrO₂均为工业纯；Y-TZP选用化学共沉淀法生产的含2.7mol％Y₂O₃的超细粉，将ZTA、Y—TZP分别预压成形，经200MPa的等静压得到Y-TZP和ZTA试样；

(3)临界温度确定：在微波加热状态下，通过现有的微波反射装置测定不同温度时Y-TZP、ZTA试样的介电性能变化状况，对试样在烧结过程中温度场的分布进行数据分析，将实际测试的数据与步骤(1)模拟分析的数据进行对比，分析其差异及原因和影响因素，得到烧结Y-TZP、ZTA试样的临界温度；

(4)结构陶瓷烧结：将制备好的Y-TZP和ZTA试样，在微波-常规混合加热高温推板窑中从室温到1450℃进行烧结，用红外测温和红外热成像技术监测烧结过程中试样的温度和形状尺寸的变化，在临界温度时进行由常规烧结转换为微波烧结方式，用电镜和X射线衍射仪器对烧结后的试样进行分析，得到试样的不同烧结温度和几何尺寸对微波介电性能参数的影响曲线或表格，得出介电常数ε、损耗角正切tgδ随温度变化规律和函数关系，确认介电性能并建立数据库，实现结构陶瓷的微波-常规烧结。

2.根据权利要求1所述微波-常规烧结结构陶瓷的方法，其特征在于所述微波-常规混合加热高温推板窑包括常规加热段、微波-常规混合加热段、缓冷段和水冷却阶段，常规加热段上面平均分布3个热电偶，用于测量常规加热段的温度，每个热电偶测量范围内对应着不同的硅钼棒数量；微波-常规混合加热段位于常规加热段之后，在此段进行微波加热和微波-常规混合加热，微波-常规混合加热段平均分布三个热电偶用于测量温度，其中前两个热电偶测量范围内分别有六个微波源和4个硅钼棒，用于混合加热，最后一个热电偶测温范围内有4个微波源，用于进行微波加热；缓冷段位于混合加热窑体之后，当物料进入缓冷段时，使物料温度缓慢下降，在缓冷段不能主动加热，只能通过混合加热段热传递提高速度，该段设有两个热电偶用于测量温度，水冷抑制段位于缓冷段之后，本段无保温材料，物料进入水冷抑制段后向后移动，冷却水在水冷套中不断循环，带走物料散发的热量达到快速冷却的目的。