[發明專利]一種用于粒子加速裝置的超大尺寸鐵氧體及其制備方法

有效

• 申請號: 201410488548.5
• 申請日: 2014-09-23
• 公開（公告）號: CN104261814A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 羅軍
• 申請（專利權）人: 綿陽市宏揚科技有限公司
• 主分類號: C04B35/26
• 分類號: C04B35/26;C04B35/622
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 卿誠

技術領域

本發明涉及材料領域，尤其是用于粒子加速裝置的鐵氧體材料領域，具體為一種用于粒子加速裝置的超大尺寸鐵氧體及其制備方法。?

背景技術

大型鐵氧體器件是各類高能粒子加速器的核心部件之一。其主要用于直線感應加速器，可產生加速電壓脈沖，把數十千安的粒子束流加速到上百兆電子伏，并能吸收粒子加速過程中產生的電磁波，保證加速器運行過程的穩定。將鐵氧體用于射頻直線或回旋加速器時，產生超高頻加速電壓，能把粒子加速到數千兆電子伏的能量。?

目前，小尺寸的鐵氧體器件(通常直徑在幾毫米至二十毫米之間)的應用較為廣泛，制備較為簡單；而加速器需要采用的鐵氧體器件，其最小尺寸為500mm以上。目前，市場上的大尺寸鐵氧體器件僅能由美國等少數國家生產，其是通過將小塊粘結形成大尺寸的鐵氧體器件。由于大尺寸鐵氧體器件具有超大尺寸和高性能指標要求，在研制過程中，產品會出現斷裂、分層、變形，以及高溫作用產生的指標不穩定等現象，生產成本非常高昂。同時，粘結形成的大尺寸鐵氧體器件在性能上也受到制約。?

因此，成功研制出一種為φ800mm-φ1000mm、高性能鐵氧體器件已迫在眉睫。?

發明內容

本發明的發明目的在于：針對現有的大尺寸鐵氧體器件具有超大尺寸和高性能指標要求，只能通過粘結的方式生產，性能受限，且會出現斷裂、分層、變形，以及高溫作用產生的指標不穩定等現象，生產成本非常高昂的問題，提供一種用于粒子加速裝置的超大尺寸鐵氧體及其制備方法。本發明通過調整原料配比，改進燒結工藝，有效避免了超大尺寸鐵氧體在燒結過程中斷裂、分層、變形等問題，所制備的超大尺寸鐵氧體具有尺寸大、性能優良等優點。同時，本發明的超大尺寸鐵氧體采用燒結一次整體成型，無須通過小塊粘結而成，極大提高了產品的性能，同時也進一步降低了產品的生產成本。?

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：?

一種用于粒子加速裝置的超大尺寸鐵氧體，由如下質量百分比的原料制備而成：?

由如下質量百分比的原料制備而成：?

前述用于粒子加速裝置的超大尺寸鐵氧體的制備方法，包括如下步驟：?

(1)一次球磨?

按配比稱取各組分，將稱取的組分混合后，再向其中加入水，然后將所得的混合物進行球磨，球磨時間為10-20h，得一次球磨產物；?

(2)預燒?

再將步驟1制備的一次球磨產物進行烘干，烘干后對第一球磨產物進行預燒，預燒溫度為1050℃-1090℃，預燒時間為1-5h，得預燒產物；?

(3)二次球磨?

待預燒產物冷卻后，向步驟2制備的預燒產物中加入水后，進行二次球磨，二次球磨時間為3-7h，得二次球磨產物；?

(4)成型烘焙?

將二次球磨產物進行烘干后，將二次球磨產物進行壓制成型，得成型物，將成型物在75-85℃下烘焙5-8天；?

(5)燒結?

將步驟4烘焙后的成型物放入燒結窯內，并在1220℃-1340℃下燒結3-8h，燒結后，即得產品。?

將步驟5燒結后的產品進行機械加工，即可。?

所述步驟1中，加入的水為去離子純凈水。?

所述步驟1中，球磨時間為12h。?

所述步驟2中，預燒溫度為1070℃，預燒時間為4h。?

所述步驟3中，將二次球磨產物進行壓制成型時，成型壓強為1.8*10⁴N/cm²～3.5*10⁴N/cm²。?

所述步驟3中，成型壓強為2.0*10⁴N/cm²。?

所述步驟4中，將成型爐從室溫升溫至75-85℃，在75-85℃下烘焙5-8天。?

所述步驟5中，將步驟4烘焙后的成型物放入燒結窯內燒結，先將成型物從室溫升溫至450～550℃，升溫速率為3～10℃/h，升溫后保溫3-6h；然后再將成型物升溫至1220℃-1340℃，升溫速率為3～6℃/h，升溫后保溫3-8h；再將成型物降溫至750～850℃，降溫速率為1～5℃/h，降溫至750～850℃后，保溫3-10h；最后冷卻至室溫，即得產品。?

針對上述問題，本發明提供一種用于粒子加速裝置的超大尺寸鐵氧體及其制備方法。?