[发明专利]一种利用电磁波烧结氧化锆-氧化钇陶瓷的装置

说明书

本发明公开了一种利用最高功率1000W的2.45GHz电磁波烧结氧化锆‑氧化钇陶瓷的装置、该装置的使用方法，以及利用该方法制备的氧化锆‑氧化钇陶瓷。该装置的构造简单，具有热效率高、升温速度快，保温时间短，能耗低，污染小等优点。该装置的使用方法简单，自动化程度高，可以依据存储的烧结制度曲线自动执行。利用该装置和方法所制备的氧化锆‑氧化钇陶瓷的力学性能和综合性能优异，取得了良好的技术效果。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷材料、其制备方法和制备设备，特别是涉及一种利用最高功率1000W的2.45GHz电磁波烧结氧化锆-氧化钇陶瓷的装置、该装置的使用方法，以及利用该方法制备的氧化锆-氧化钇陶瓷。

背景技术

氧化锆-氧化钇陶瓷是氧化钇增韧氧化锆的复合陶瓷产品，具有高的硬度、强度、韧性和耐磨性，综合性能优良，在机械、电子、航空航天等领域有着广泛的应用。

传统的特种陶瓷制备方法采用的是热压烧结法(HIP)，该方法的缺点在于，不能制备复杂形状的陶瓷产品，而且加热方式的效率低下，装模拆模工作繁琐，不适于日益多样化的特种陶瓷产品需求。

另一种特种陶瓷制备方法是无压烧结法，该方法可以制备复杂形状的产品，但是存在生产周期长、效率低、加热效率低、浪费能源和不环保等问题。

因此有必要提出一种新的装置和方法以克服上述问题。

发明内容

本发明提供了一种利用电磁波烧结氧化锆-氧化钇陶瓷的装置、该装置的使用方法，以及利用该方法制备的氧化锆-氧化钇陶瓷。利用该装置和方法，可以解决氧化锆-氧化钇陶瓷的烧结时间长、烧结温度高、能源消耗高的问题，所得的氧化锆-氧化钇陶瓷具有优异的力学性能和综合性能。

为实现以上目的，本发明所采用的制备方法的技术方案是：

取原料粉体制成混合料，采用等静压成型工艺或注浆成型工艺成型制坯；

将氧化锆-氧化钇陶瓷坯体放入烧结室的转动台上；

在工控台，打开磁控管，并使转动台开始转动；

打开计算机设备，由红外测温器测定氧化锆-氧化钇陶瓷的温度，在到达设定温度时，启动激光束发射器用于辅助加热；

测温热电偶向工控台发出信号，在测温热电偶测得的温度到达设定的烧结温度和保温时间时，工控台自动结束烧结过程。

其中，该氧化锆-氧化钇陶瓷具有复杂的几何形状，不是常规的陶瓷圆片。

其中，该氧化锆-氧化钇陶瓷是偏心陶瓷环。

上述制备方法所采用的装置构造包括：

烧结室，在烧结室内设置电源、磁控管、反馈能量波导体、观察孔、转动台、工控台，

其中，电源与工控台、磁控管、转动台相连，工控台与磁控管、转动台相连，

其中，磁控管包括上部圆环磁铁，金属圆环阳极，下部圆环磁铁，柱形阴极，和多个隔片，以及由上部圆环磁铁、金属圆环阳极、下部圆环磁铁构成的共振室，柱形阴极竖直伸入共振室内，多个隔片沿金属圆环阳极的径向将共振室分为多个电子运动区域，

阳极接+4000V电压，产生电场，使电力离开阴极射向隔片，同时电子的运动受到磁场洛伦兹力的作用，产生运动轨迹偏移，从而在电子运动区域产生振荡，同时，电子所带的负电荷在运动过程中改变了电子运动区域的电厂，使阳极附近电场偏向电负性，电子减速并远离隔片运动，控制电场、磁场的强弱，可以在共振室内产生2.45GHz的高震荡电压，并和4000V的直流电压相叠加，保证电子在电子运动区域中做往复旋转，产生电磁波，加热烧结室内的氧化锆-氧化钇陶瓷，

转动台位于烧结室内下部，用于使在烧结过程中氧化锆-氧化钇陶瓷转动，