CN1724456A - 微波磁控管用金属化陶瓷及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种微波磁控管用金属化陶瓷及其生产方法。它是用三氧化二铝、碳酸钙、氧化硅、高岭土、滑石粉、结合剂、离型剂、分散剂和消沫剂等原料，经球磨、成型、烧结、丝印、金属化处理和镀镍等步骤而制成。这种微波磁控管用金属化陶瓷，质量好、成品率高、生产成本低。本发明的微波磁控管用金属化陶瓷，可安装在微波炉的磁控管上、用来产生微波或支撑瓷控管。

Description

微波磁控管用金属化陶瓷及其生产方法

(一)技术领域

本发明涉及一种金属化陶瓷及其生产方法。具体说是微波炉中磁控管上、用来产生微波或支撑瓷控管的金属化陶瓷及其生产方法。

(二)背景技术

目前，微波磁控管上所用的金属化陶瓷管主要由三氧化二铝、碳酸钙、氧化硅、高岭土和滑石粉等原料制成，其原料中无销沫剂。在球磨过程中会产生泡沫，使得生产出的颗粒状粉末粒径分布不均匀、形状不规则、流动性差、利用率低(只有30～40％)，不仅生产效率低，生产成本也高。

由于其生产方法主要有原料球磨、压制、烧结、金属化和镀镍等步骤。其中的原料球磨，基本上是手工操作、非连续性生产，使得制成的粉料颗粒较粗、流动性差，从而会导致成型后的陶瓷坯件气孔较多、气密性较差。而压制是采用热压铸成型工艺，使得坯体易变形、成品率低、生产成本较高。由于烧结也是采用手工操作、间歇窑烧成，不仅生产效率极低，而且各温区的时间难以把握，产品的品质会因操作者的精神、身体状况不同而有较大差异；另外，由于镀镍也是依靠手工操作生产线，采用NISO4电镀液，使得沉淀速度慢、镀层不致密。

(三)发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种微波磁控管用金属化陶瓷。这种微波磁控管用金属化陶瓷，质量好、成品率高、生产成本低。

本发明的另一个目的是提供一种微波磁控管用金属化陶瓷的生产方法。

为解决上述问题，本发明采取以下技术方案：

本发明的微波磁控管用金属化陶瓷，其特点是含有以下重量份数的原料：三氧化二铝88～96份；碳酸钙2～3份；氧化硅1～2份；高岭土3～5份；滑石粉1.5～2.5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。其中的结合剂、离型剂、分散剂和消沫剂分别是聚乙烯醇、硬脂酸盐、聚丙烯酸钠和聚酯纤维。

生产微波磁控管用金属化陶瓷的方法，依次包括以下步骤：

(1)球磨

先将三氧化二铝、碳酸钙、氧化硅、高岭土、滑石粉、结合剂、离型剂、分散剂和消沫剂倒入球磨机中，并加入85～95重量份的去离子水，以30～40转/分钟的转速粉碎成平均粒径小于3微米的糊状浆料；再用喷雾干燥机将糊状浆料加工成平均粒径为50～80微米的颗粒状粉末，待用；

(2)成型

用冲压机将上述颗粒状粉末投入模具内，以1200～1400kgf/cm²的压力压制成陶瓷管坯；

(3)烧结

用隧道式高温烧结炉在1500～1700℃的炉温下烧结2小时，使陶瓷管坯的烧结密度为3.7g/cm³以上、吸水率为0.01％以下、平均粒径为45～55微米。

(4)丝印

先按照钼粉∶锰粉∶氧化铝粉∶有机结合剂＝65∶17.5∶17.5∶15的重量比例，将钼粉、锰粉、氧化铝粉和有机结合剂一起进行均匀混合，制成金属化膏；然后，把金属化膏均匀地印刷在经烧结过的陶瓷管坯一端的表面；其中，金属化膏的印刷厚度为35～60微米；所说有机结合剂是按照松油醇：乙基纤维素＝85∶15的重量比例混合而成；

(5)金属化处理

用炉温为1450℃的隧道窑式烧氢炉，在氢气/氮气混合氛围下将印刷有金属化膏的陶瓷管坯烧结1小时，使金属化膏与陶瓷管坯牢牢结合在一起；

(6)镀镍

采用自动镀镍生产线，将经过金属化处理过的陶瓷管坯放入50℃的电解溶液里保持15～25分钟，使金属化膏表面形成一层2～6微米厚的镍层，即可得到本发明的微波磁控管用金属化陶瓷。

采取上述方案，具有以下优点：

由于本发明的原料中含有消沫剂，使得生产出的颗粒状粉末粒径分布均匀、形状规则且呈圆球形，流动性好，利用率高达90％以上。从而大大提高了生产效率，降低了生产成本。

由于采用喷雾干燥，可实现现代规模生产，生产出的颗粒状粉末流动性好，使得成型后的陶瓷管坯气孔较少、气密性好；

由于成型采用全自动冲压机，粉料在常温下一次干压成型，使得制成的陶瓷管坯烧结后不易变形、成品率高、生产成本较低；

由于烧结工艺是采用隧道式高温烧结炉进行连续烧结，不仅生产效率较高，而且各温区的时间易把握，使得产品的一致性较好；

又由于采用自动镀镍生产线进行镀镍，沉淀速度快，镀层的内应力小，力学性能好，质量稳定。

具体实施方式

实施例一：

先选取88重量份的三氧化二铝、2.5重量份的碳酸钙、2重量份的氧化硅、4重量份的高岭土、1.5重量份的滑石粉、7重量份的结合剂、2重量份的离型剂、2重量的分散剂、1重量份的消沫剂，待用。其中的结合剂、离型剂、分散剂和消沫剂分别是聚乙烯醇、硬脂酸盐、聚丙烯酸钠和聚酯纤维。

之后，进行球磨。先将三氧化二铝、碳酸钙、氧化硅、高岭土、滑石粉、结合剂、离型剂、分散剂和消沫剂倒入球磨机中，并加入85重量份的去离子水，以30转/分钟的转速粉碎成平均粒径小于3微米的糊状浆料。再用喷雾干燥机将糊状浆料加工成平均粒径为50微米的颗粒状粉末。

之后，进行成型处理。用冲压机将上述颗粒状粉末投入模具内，以1200kgf/cm²的压力压制成陶瓷管坯。

之后，进行烧结。用隧道式高温烧结炉在1500℃的炉温下烧结2小时，使陶瓷管坯的烧结密度为3.7g/cm³以上、吸水率为0.01％以下、平均粒径为45微米。

之后，进行丝印。先按照钼粉∶锰粉∶氧化铝粉∶有机结合剂＝65∶17.5∶17.5∶15的重量比例，将钼粉、锰粉、氧化铝粉和有机结合剂一起进行均匀混合，制成金属化膏。然后，把金属化膏均匀地印刷在经烧结过的陶瓷管坯一端的表面。其中，金属化膏的印刷厚度为35微米。所说有机结合剂是按照松油醇∶乙基纤维素＝85∶15的重量比例混合而成。

之后，进行金属化处理。用炉温为1450℃的隧道窑式烧氢炉，在氢气/氮气混合氛围下将印刷有金属化膏的陶瓷管坯烧结1小时，使金属化膏与陶瓷管坯牢牢结合在一起。

最后，进行镀镍。采用自动镀镍生产线，将经过金属化处理过的陶瓷管坯放入50℃的电解溶液里保持15分钟，使金属化膏表面形成一层2微米厚的镍层，即得到本发明的微波磁控管用金属化陶瓷。

实施例二：

先选取92重量份的三氧化二铝、3重量份的碳酸钙、1.5重量份的氧化硅、3重量份的高岭土、2重量份的滑石粉、9重量份的结合剂、1.5重量份的离型剂、1重量的分散剂、1.5重量份的消沫剂，待用。其中的结合剂、离型剂、分散剂和消沫剂分别是聚乙烯醇、硬脂酸盐、聚丙烯酸钠和聚酯纤维。

之后，进行球磨。先将三氧化二铝、碳酸钙、氧化硅、高岭土、滑石粉、结合剂、离型剂、分散剂和消沫剂倒入球磨机中，并加入90重量份的去离子水，以35转/分钟的转速粉碎成平均粒径小于3微米的糊状浆料。再用喷雾干燥机将糊状浆料加工成平均粒径为70微米的颗粒状粉末。

之后，进行成型处理。用冲压机将上述颗粒状粉末投入模具内，以1300kgf/cm²的压力压制成陶瓷管坯。

之后，进行烧结。用隧道式高温烧结炉在1600℃的炉温下烧结2小时，使陶瓷管坯的烧结密度为3.7g/cm³以上、吸水率为0.01％以下、平均粒径为50微米。

之后，进行丝印。先按照钼粉∶锰粉∶氧化铝粉∶有机结合剂＝65∶17.5∶17.5∶15的重量比例，将钼粉、锰粉、氧化铝粉和有机结合剂一起进行均匀混合，制成金属化膏。然后，把金属化膏均匀地印刷在经烧结过的陶瓷管坯一端的表面。其中，金属化膏的印刷厚度为50微米。所说有机结合剂是按照松油醇∶乙基纤维素＝85∶15的重量比例混合而成。

之后，进行金属化处理。用炉温为1450℃的隧道窑式烧氢炉，在氢气/氮气混合氛围下将印刷有金属化膏的陶瓷管坯烧结1小时，使金属化膏与陶瓷管坯牢牢结合在一起。

最后，进行镀镍。采用自动镀镍生产线，将经过金属化处理过的陶瓷管坯放入50℃的电解溶液里保持20分钟，使金属化膏表面形成一层2.5微米厚的镍层，即得到本发明的微波磁控管用金属化陶瓷。

实施例三：

先选取96重量份的三氧化二铝、2重量份的碳酸钙、1重量份的氧化硅、5重量份的高岭土、2.5重量份的滑石粉、5重量份的结合剂、1重量份的离型剂、3重量的分散剂、2重量份的消沫剂，待用。其中的结合剂、离型剂、分散剂和消沫剂分别是聚乙烯醇、硬脂酸盐、聚丙烯酸钠和聚酯纤维。

之后，进行球磨。先将三氧化二铝、碳酸钙、氧化硅、高岭土、滑石粉、结合剂、离型剂、分散剂和消沫剂倒入球磨机中，并加入95重量份的去离子水，以40转/分钟的转速粉碎成平均粒径小于3微米的糊状浆料。再用喷雾干燥机将糊状浆料加工成平均粒径为80微米的颗粒状粉末。

之后，进行成型处理。用冲压机将上述颗粒状粉末投入模具内，以1400kgf/cm²的压力压制成陶瓷管坯。

之后，进行烧结。用隧道式高温烧结炉在1700℃的炉温下烧结2小时，使陶瓷管坯的烧结密度为3.7g/cm³以上、吸水率为0.01％以下、平均粒径为55微米。

之后，进行丝印。先按照钼粉∶锰粉∶氧化铝粉∶有机结合剂＝65∶17.5∶17.5∶15的重量比例，将钼粉、锰粉、氧化铝粉和有机结合剂一起进行均匀混合，制成金属化膏。然后，把金属化膏均匀地印刷在经烧结过的陶瓷管坯一端的表面。其中，金属化膏的印刷厚度为60微米。所说有机结合剂是按照松油醇∶乙基纤维素＝85∶15的重量比例混合而成。

之后，进行金属化处理。用炉温为1450℃的隧道窑式烧氢炉，在氢气/氮气混合氛围下将印刷有金属化膏的陶瓷管坯烧结1小时，使金属化膏与陶瓷管坯牢牢结合在一起。

最后，进行镀镍。采用自动镀镍生产线，将经过金属化处理过的陶瓷管坯放入50℃的电解溶液里保持25分钟，使金属化膏表面形成一层3微米厚的镍层，即得到本发明的微波磁控管用金属化陶瓷。

Claims (6)

1.微波磁控管用金属化陶瓷，其特征在于含有以下重量份数的原料：

三氧化二铝88～96份；碳酸钙2～3份；氧化硅1～2份；高岭土3～5份；滑石粉1.5～2.5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。

2.根据权利要求1所述的微波磁控管用金属化陶瓷，其特征在于所说结合剂是聚乙烯醇。

3.根据权利要求1所述的微波磁控管用金属化陶瓷，其特征在于所说离型剂是硬脂酸盐。

4.根据权利要求1所述的微波磁控管用金属化陶瓷，其特征在于所说分散剂是聚丙烯酸钠。

5.根据权利要求1所述的微波磁控管用金属化陶瓷，其特征在于所说消沫剂是聚酯纤维。

6.根据权利要求1所述的微波磁控管用金属化陶瓷的生产方法，其特征在于依次包括以下步骤：

(1)球磨

先将三氧化二铝、碳酸钙、氧化硅、高岭土、滑石粉、结合剂、离型剂、分散剂和消沫剂倒入球磨机中，并加入85～95重量份的去离子水，以30～40转/分钟的转速粉碎成平均粒径小于3微米的糊状浆料；再用喷雾干燥机将糊状浆料加工成平均粒径为50～80微米的颗粒状粉末，待用；

(2)成型

用冲压机将上述颗粒状粉末投入模具内，以1200～1400kgf/cm²的压力压制成陶瓷管坯；

(3)烧结

用隧道式高温烧结炉在1500～1700℃的炉温下烧结2小时，使陶瓷管坯的烧结密度为3.7g/cm³以上、吸水率为0.01％以下、平均粒径为45～55微米。

(4)丝印

先按照钼粉∶锰粉∶氧化铝粉∶有机结合剂＝65∶17.5∶17.5∶15的重量比例，将钼粉、锰粉、氧化铝粉和有机结合剂一起进行均匀混合，制成金属化膏；然后，把金属化膏均匀地印刷在经烧结过的陶瓷管坯一端的表面；其中，金属化膏的印刷厚度为35～60微米；所说有机结合剂是按照松油醇∶乙基纤维素＝85∶15的重量比例混合而成；

(5)金属化处理

用炉温为1450℃的隧道窑式烧氢炉，在氢气/氮气混合氛围下将印刷有金属化膏的陶瓷管坯烧结1小时，使金属化膏与陶瓷管坯牢牢结合在一起；

(6)镀镍

采用自动镀镍生产线，将经过金属化处理过的陶瓷管坯放入50℃的电解溶液里保持15～25分钟，使金属化膏表面形成一层2～6微米厚的镍层，即可得到本发明的微波磁控管用金属化陶瓷。