耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷及其制备方法

摘要

本发明公开了一种耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷及其制备方法，吸收瓷由下列重量份数的原料制成：Mg2SiO450~80份、CaO5~10份、TiO28~12份、SiO2 8~15份、SiC10~15份。本发明所述的耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷，经过大量实验筛选各组份及重量份数，各组分配比科学合理，所制备得到的耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷性能稳定可靠，本发明所述的耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷的制备方法，可操作性强，工艺设计合理，尤其是在优选的烘干造粒、专用模具干压成型，烧结温度、烧结保温时间等工艺条件下，制备得到的吸收瓷可应用于多种型号的大功率耦合腔行波管中，降低耦合腔行波管振荡，提高大功率耦合腔行波管输出功率，适用范围广泛。

权利要求

1.一种耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷的制备方法，其特征在于包括以下步骤：a、球磨

将Mg2SiO450～80份、CaO5～10份、TiO28～12份、SiO28～15份、SiC10～15份组成的原料置于球磨瓶内，加入纯水和重量为总原料重量1.2～1.5倍的玛瑙球进行球磨；

b、烘干造粒

取步骤a球磨好的原料，混合均匀后倒入器皿中，置于烘箱中烘干，烘干温度为80～

90℃，然后将烘干后的原料充分搅拌，得到具有一定流动性的粉料用于压制成型；

c、干压成型

干压成型的模具由上模(1)、中模(2)和下模(3)构成，先将中模(2)和下模(3)组合在一起，并将步骤b造好粒的粉料倒入中模(2)内，加上模(1)后，置于油压机工作台上，压制后，取出下模(3)，进行脱模，得到吸收瓷坯体；

d、烧结

将步骤c压制的吸收瓷坯体置于钼舟内，并用碳粉隔开，放置在卧式氢气烧结炉进行烧结，保温温度控制在1300～1500℃，保温时间为1.5～2h。

2.根据权利要求1所述的耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷的制备方法，其特征在于，步骤a球磨后原料的粒径为60～100目。

3.根据权利要求1所述的耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷的制备方法，其特征在于，步骤d放置在卧式氢气烧结炉进行烧结，保温温度控制在1350～1450℃，保温时间为2h。

4.根据权利要求1所述的耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷的制备方法，其特征在于，步3

骤d烧结得到的吸收瓷的体积密度为3.2g/cm。

说明书

耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明设计一种耦合腔行波管，具体涉及一种耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷及其制备方法。

背景技术

[0002] 耦合腔行波管设计和研制过程中最困难的问题之一是稳定性问题。耦合腔行波管一发生振荡，将产生大量无用功率输出，效率明显下降，给基频输出功率带来相位和振幅不稳定。耦合腔常见的振荡有三种基本类型，其中带边振荡较难抑制。国内外自60年代起就开始探讨产生带边振荡机理和消除这些振荡的方法，如异形腔法、分布衰减法、边带吸收法等，并在设计与研制中得到验证和应用，其中边带吸收法应用较为成熟，是抑制带边振荡的有效方法。在主腔开槽与放置陶瓷介质衰减材料的小腔相耦合，将吸收小腔的谐振频率调整在行波管通带的上截止频率附近。耦合腔行波管处于工作状态时，上截止频率附近的电磁能量被小腔中的陶瓷介质衰减材料谐振吸收抑制振荡，这种放置于小腔的陶瓷介质分布衰减材料通常被称为吸收瓷。但是目前的吸收瓷性能较差，谐振吸收抑制振荡作用不强，尤其应用到大功率耦合腔行波管中，振荡较明显，大大限制了大功率耦合腔行波管的应用，并且现有技术的吸收瓷的制备方法，工艺繁琐，模具成型性差，制备得到的吸收池性能不稳定。因此很有必要在现有技术的基础之上设计研发一种能有效降低耦合腔行波管振荡，提高耦合腔行波管功率输出，提高输出效率的耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷和研发新的制备方法。

发明内容

[0003] 发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种组分配比科学合理，能有效降低耦合腔行波管振荡，提高耦合腔行波管功率输出，提高输出效率的耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷，本发明另一个目的是提供吸收瓷的制备方法。

[0004] 技术方案：为了实现以上目的，本发明采取的技术方案为：

[0005] 一种耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷，它由下列重量份数的原料制成：

[0006] Mg2SiO4 50~80份、CaO 5~10份、TiO2 8~12份、SiO2 8~15份、SiC 10~15份。

[0007] 作为优选方案，以上所述的耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷，它由下列重量份数的原料制成：

[0008] Mg2SiO4 60~70份、CaO 6~8份、TiO2 10~12份、SiO2 10~12份、SiC 12~14份。

[0009] 作为优选方案，以上所述的耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷，所述的Mg2SiO4 由下列重量份数的原料制成：MgO 30~40份、生滑石粉 50~57份、膨润土 5~12份。性能测试结果表明，本发明提供的Mg2SiO4镁橄榄石瓷，其介电常数为7，介质损耗角正切值为0.01。可有效减少振荡，提高功率输出效率。

[0010] 本发明通过大量实验筛选，采用Mg2SiO4瓷作为基体相，具有低介电常数（6.5～7.5），并通过大量实验筛选以碳化硅为添加相，同时添加优选重量份数的CaO、TiO2和SiO2成分，制备得到的分布衰减材料具有低介电性能和稳定的物理性能，可应用于多种型号的大功率耦合腔行波管中，降低耦合腔行波管振荡，提高大功率耦合腔行波管输出功率。

[0011] 本发明提供的耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷的制备方法，其包括以下步骤：

[0012] a、球磨

[0013] 将以上所述的重量份数的原料置于球磨瓶内，加入纯水和重量为总原料重量1.2～1.5倍的玛瑙球进行球磨；

[0014] b、烘干造粒

[0015] 取步骤a球磨好的原料，混合均匀后倒入器皿中，置于烘箱中烘干，烘干温度为80～90℃，然后将烘干后的原料充分搅拌，得到具有一定流动性的粉料用于压制成型；

[0016] c、干压成型

[0017] 干压成型的模具由上模(1)、中模(2)和下模(3)构成，先将中模(2)和下模(3)组合在一起，并将步骤b造好粒的粉料倒入中模(2)内，加上模(1)后，置于油压机工作台上，压制后，取出下模(3)，进行脱模，得到吸收瓷坯体；

[0018] d、烧结

[0019] 将步骤c压制的吸收瓷坯体置于钼舟内，并用碳粉隔开，放置在卧式氢气烧结炉进行烧结，保温温度控制在1300～1500℃，保温时间为1.5~2h。

[0020] 作为优选方案，以上所述的耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷的制备方法，步骤a球磨后原料的粒径为60~100目。

[0021] 作为优选方案，以上所述的耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷的制备方法，步骤d放置在卧式氢气烧结炉进行烧结，保温温度控制在1350～1450℃，保温时间为2h。

[0022] 作为优选方案，以上所述的耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷的制备方法，其特征在3
于，步骤d烧结得到的吸收瓷的体积密度为3.2g/cm。

[0023] 本发明根据优选得到的耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷的各原料性能，通过大量实验筛选制备工艺，通过球磨、烘干造粒、干压成型、烧结工艺制备得到性能稳定的吸收瓷，该工艺可操作性强，工艺稳定，尤其是专门设计吸收瓷成型模具，烧结温度和时间，制备得到的吸收瓷形状规整。

[0024] 有益效果：本发明提供的耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷及其制备方法与现有技术相比具有以下优点：

[0025] 1、本发明所述的耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷，经过大量实验筛选各组份及重量份数，实验研究表明，各组分配比科学合理，所制备得到的耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷致密，强度高，性能优，经高温处理，介电性能稳定可靠，不发生改变，可广泛应用于大功率耦合腔行波管。

[0026] 2、本发明所述的耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷的制备方法，可操作性强，工艺设计合理，尤其是在优选的烘干造粒、专用模具干压成型，烧结温度、烧结保温时间等工艺条件下，能够制备得到性能优、可应用于多种型号的大功率耦合腔行波管中，降低耦合腔行波管振荡，提高大功率耦合腔行波管输出功率，适用范围广泛。

附图说明

[0027] 图1为本发明耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷的制备过程中干压成型的模具结构示意图。

[0028] 图2为本发明检测耦合腔行波管吸收瓷曲线图。

具体实施方式

[0029] 下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

[0030] 实施例1

[0031] 1、一种耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷，它由下列重量份数的原料制成：

[0032] Mg2SiO4 50 份、CaO 5 份、TiO2 8 份、SiO2 8 份、SiC 10 份。

[0033] 所述的Mg2SiO4 由下列重量份数的原料制成：MgO 40份、生滑石粉 57份、膨润土12份经过球磨、高温煅烧、过筛制得。

[0034] 2、耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷的制备方法，其包括以下步骤：

[0035] a、球磨

[0036] 将Mg2SiO4 50 份、CaO 5 份、TiO2 8 份、SiO2 8 份、SiC 10 份原料置于球磨瓶内，加入纯水和重量为总原料重量1.2倍的玛瑙球进行球磨，使球磨后原料的粒径为60~100目；

[0037] b、烘干造粒

[0038] 取步骤a球磨好的原料，混合均匀后倒入器皿中，置于烘箱中烘干，烘干温度为80～90℃，然后将烘干后的原料充分搅拌，得到具有一定流动性的粉料用于压制成型；

[0039] c、干压成型

[0040] 如图1所示，干压成型的模具由上模(1)、中模(2)和下模(3)构成，先将中模(2)和下模(3)组合在一起，并将步骤b造好粒的粉料倒入中模(2)内，加上模(1)后，置于油压机工作台上，压制后，取出下模(3)，进行脱模，得到吸收瓷坯体；

[0041] d、烧结

[0042] 将步骤c压制的吸收瓷坯体置于钼舟内，并用碳粉隔开，放置在卧式氢气烧结炉进行烧结，保温温度控制在1350～1450℃，保温时间为2h，即得。

[0043] 以上所述的耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷的制备方法，步骤d烧结得到的吸收瓷3
的体积密度为3.21g/cm。

[0044] 实施例2

[0045] 1、一种耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷，它由下列重量份数的原料制成：

[0046] Mg2SiO4 80份、CaO 10份、TiO2 12份、SiO2 15份、SiC 15份。

[0047] 所述的Mg2SiO4 由下列重量份数的原料制成：MgO 30份、生滑石粉 50份、膨润土5份经过球磨、高温煅烧、过筛制得。

[0048] 2、耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷的制备方法，其包括以下步骤：

[0049] a、球磨

[0050] 将Mg2SiO4 80份、CaO 10份、TiO2 12份、SiO2 15份、SiC 15份原料置于球磨瓶内，加入纯水和重量为总原料重量1.5倍的玛瑙球进行球磨，使球磨后原料的粒径为60~100目；

[0051] b、烘干造粒

[0052] 取步骤a球磨好的原料，混合均匀后倒入器皿中，置于烘箱中烘干，烘干温度为80～90℃，然后将烘干后的原料充分搅拌，得到具有一定流动性的粉料用于压制成型；

[0053] c、干压成型

[0054] 如图1所示，干压成型的模具由上模(1)、中模(2)和下模(3)构成，先将中模(2)和下模(3)组合在一起，并将步骤b造好粒的粉料倒入中模(2)内，加上模(1)后，置于油压机工作台上，压制后，取出下模(3)，进行脱模，得到吸收瓷坯体；

[0055] d、烧结

[0056] 将步骤c压制的吸收瓷坯体置于钼舟内，并用碳粉隔开，放置在卧式氢气烧结炉进行烧结，保温温度控制在1350℃，保温时间为2h。

[0057] 以上所述的耦合腔行波管用的吸收纽扣瓷的制备方法，步骤d烧结得到的吸收瓷3
的体积密度为3.2g/cm。

[0058] 实施例3 吸收瓷性能测试

[0059] 将实施例1制备得到吸收瓷装配在大功率耦合腔行波管中，测试仪器选择矢网分析仪，测试模具选择相应频段的波导，频谱曲线发生变化，如图2所示，安装本发明的吸收瓷和未安装吸收瓷曲线发生明显的改变，说明在10.5GHz下，本发明提供的吸收瓷的衰减量峰值在-1.25dB。表明本发明制备得到的吸收瓷性能好，能降低耦合腔行波管振荡，提高大功率耦合腔行波管输出功率，适用范围广泛。

[0060] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。